DE102017007140A1

DE102017007140A1 - Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn, Verfahren zum Anpassen der Qualität einer Folienbahn, Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn sowie Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn

Info

Publication number: DE102017007140A1
Application number: DE102017007140.3A
Authority: DE
Inventors: Holger Schumacher; Christoph Lettowsky; Paul Walach; Jürgen Rehkopf
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2018-04-19
Also published as: EP3529034A1; CA3040587A1; BR112019007791A2; CN109843545A; WO2018072769A1; US20190315037A1; DE112017005259A5

Abstract

Die Erfindung betrifft die Bestimmung der optischen Qualität einer Folie. Zum einen erfolgt eine Korrelation der gewonnenen Messwerte mit den Herstellparametern, die zeitsynchron an der Extrusionsanlage erfasst werden. Zum anderen erfolgt eine Korrelation dieser gewonnenen Messdaten mit den geometrischen und/oder funktionalen Eingeschalten einer Folie, beispielsweise der Wasserdampfdurchlässigkeit.Die gewonnene Korrelation der Daten wird im Prozess zum Regeln des ablaufenden Herstellprozesses der Folie in einen optimalen Betriebspunkt genutzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn, ein Verfahren zum Anpassen der Qualität einer Folienbahn, ein Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn sowie eine Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn, ein Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn, wobei eine Blasfolien- oder Gießfolienanlage betrieben wird, wobei während des Herstellverfahrens eines der vorgenannten Verfahren durchgeführt wird, und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Vorrichtung einen Extruder zum Plastifizieren eines thermoplastischen Kunststoffs, eine Düse zum Austreten des Kunststoffs, eine Umlenkung und einen Wickler aufweist, wobei die Vorrichtung ein Stellglied zum inline-Beeinflussen der Qualität der Folie und eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit eine Programmierung aufweist, wobei die Programmierung zum Ausführen eines der vorgenannten Verfahren eingerichtet ist.
Bei der Herstellung einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff wird eine vom Extruder bereitgestellte Kunststoffschmelze mit Hilfe einer Breitschlitzdüse oder einer Ringschlitzdüse zu einer Folienbahn oder zu einem Folienschlauch ausgeformt. Der Folienschlauch wird anschließend vom Kalibrierkorb geführt und in der Flachlegung zusammengelegt. Nach dem meist reversierendem Abzug wird die Folie über die Rollenbahn zum Wickler geleitet und dort auf bereitgestellten Wickelhülsen aufgewickelt.
Prozessbedingt weist eine Folie Unterschiede in ihren funktionalen Eigenschaften auf, sofern der Prozess in unterschiedlichen Betriebspunkten betrieben wurde. Beispielsweise kann hier die Atmungsaktivität einer Folie genannt werden, die durch unterschiedliche Reckeinstellung oder eine geänderte Rezeptur beeinflusst werden kann.
Die vielfältigen Möglichkeiten des Bedieners, auf diese funktionalen Eigenschaften einen Einfluss zu nehmen, übersteigen in ihrer Komplexität aufgrund der Überlagerung der Effekte zunehmend das Verständnis des Anlagenbedieners. Diese funktionalen Eigenschaften lassen sich bislang nicht inline an einer Folie bestimmen.
Allerdings können an Folien die optischen Eigenschaften inline bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Druckbild, ein Glanzgrad oder die Trübung bestimmt werden. Die Erfassung dieser optischen Eigenschaften ist heutzutage mit vielerlei Sensoren möglich. Es handelt sich dabei zumeist um Kamerasysteme mit definierter Ausleuchtung, die die optischen Eigenschaften der Folie in Messwerte übersetzen.
Grundsätzlich sind optische Inspektionssysteme in der Folienherstellung bekannt. Diese dienen bislang rein zur Erfassung der optischen Folienqualitäten hinsichtlich Stippen, Kratzern, Einschlüssen, Trübung, Glanz, etc.
Die eingesetzten Inspektions- und Messsysteme zur Erfassung der optischen Qualität in der Flach- und Blasfolienextrusion dienen bislang lediglich der Erfassung der optischen Qualität der Folie.
Ein Rückschluss auf die resultierenden funktionalen Eigenschaften der Folie oder die Herstellbedingungen kann bislang nicht gemacht werden.
Funktionale Eigenschaften der Folie können somit nur auf einen bestimmten Zielwert eingestellt werden, wenn der Bediener ein großes Erfahrungswissen hat. Zudem findet der Prozess oft iterativ statt.
Eine Korrelation der erfassten optischen Messwerte mit den funktionalen Eigenschaften wird bislang nicht durchgeführt. Auf diese Weise wird das Potenzial, die Qualität der Folie zu steigern, indem die Herstellparameter auf die ideale Einstellung geändert werden, nicht genutzt.
Die DE 31 07 701 C2 beschreibt ein Verfahren zur Regelung der Dicke von extrudierten Flachfolien oder Platten aus thermoplastischen Kunststoffen.
Die DE 40 33 974 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von flächen- und im Querschnitt ringförmigen Extrudaten aus Kunststoff.
Die DE 41 18 122 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Regelung des Orientierungsgrades von in Blasfolienanlagen hergestellten Schlauchfolien.
Die DE 42 35 163 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffprofilen, insbesondere von Rohrprofilen mit einem Extruder.
Die WO 2007/107147 offenbart ein Verfahren zur Detektion der Planlageabweichung von flexiblen, bahnförmigen Flachformgütern.
Die DE 10 2013 100 866 A1 beschreibt ein Verfahren für die indirekte Bestimmung einer spezifischen Rezeptur bei einem Extrusionsverfahren in einer Extrusionsvorrichtung sowie eine entsprechende Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines Extrusionsprodukts.
Die DE 10 2015 006 891 A1 der gleichen Anmelderin offenbart eine Anlage zum Herstellen einer Folienbahn und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anlage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn, wobei eine optische Eigenschaft der Folienbahn als ein erster Parameter des Verfahrens mittels eines Sensors inline an der hergestellten Folienbahn bestimmt wird, ein zweiter Parameter des Verfahrens, insbesondere ein Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung der Folienbahn, insbesondere die Einstellgröße des Produktionsprozesses, bestimmt wird, ein Datenerfassungssystem die ermittelten Parameter bei Bedarf digitalisiert und aufzeichnet, die bestimmten Parameter auf einander Bezug nehmend in einer Datenbank geordnet gespeichert werden und aus den in der Datenbank gespeicherten Daten systematisch die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
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.
Eine „Abhängigkeit“, insbesondere eine „systematische Abhängigkeit“ und/oder eine „spezifische Abhängigkeit“, beschreibt das Verhältnis der Abhängigkeit einer Sache von einer anderen. Es kann durch Variation einer Sache unter Beobachtung einer anderen erhalten werden. Eine im mathematischen Sinne funktionale Abhängigkeit ist in diesem Kontext hier nicht erforderlich, aber möglich.
Eine „Folienbahn“ kann entweder eine einlagige Folienbahn sein, oder eine schlauchförmige Folienbahn, 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.
Ein „Einstellgrößensollwert“ ist der Vorgabewert für ein Stellglied zum Einstellen einer „Einstellgröße“. Der momentane Wert der Einstellgröße ist ein „Einstellgrößenistwert“.
Eine „optische Eigenschaft“ ist hierbei gleichbedeutend mit einer „optisch erfassbare Eigenschaft“, also eine Eigenschaft die mit Hilfe eines optischen Verfahrens wahrgenommen und bewertet werden kann. Beispiele optisch quantifizierbarer Eigenschaften von Folienbahnen sind der Glanz, die Trübung, die Transparenz oder die Stippen in der Folienbahn. Im Besonderen sei hier darauf verwiesen, dass optisch erfassbare Eigenschaften auch Teilmengen geometrischer oder funktionaler Eigenschaften beinhalten. Als Beispiel einer geometrischen, optisch erfassbaren Eigenschaft sei beispielsweise das Dickenprofil der Folienbahn genannt.
Die „Qualität“ der Folienbahn umfasst alle objektiv und subjektiv wahrnehmbaren Eigenschaften der Folienbahn. In diesem Zusammenhang wird insbesondere zwischen optischen, geometrischen und funktionalen Eigenschaften differenziert.
Eine „geometrische Eigenschaft“ beinhaltet alle durch ein berührendes oder berührungsloses Messverfahren quantifizierbaren Eigenschaften der Geometrie der Folienbahn. Als Beispiele seien das Dickenprofil der Folienbahn, die Breite der Folienbahn, die Planlage der Folienbahn, die Einzelschichtdicke der Folienbahn oder die Oberflächenrauigkeit der Folienbahn, insbesondere den Schmelzebruch und die Orangenhaut der Folienbahn, genannt.
Eine „funktionale Eigenschaft“ meint Eigenschaften einer Folie, die qualitativ oder quantitativ einer Funktion der Folie zugeordnet werden können. Beispielhaft sei hier an die Atmungsaktivität oder die Barrierewirkung der Folienbahn gedacht.
Ein „Sensor“ oder auch „Detektor“ ist ein technisches Bauteil, welches gezielt physikalische oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als „Messgröße“ quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und in ein analoges oder digitales elektrisches Signal umgeformt.
Zur Erfassung der optischen Qualität wird eine Messvorrichtung und/oder ein Messsystem eingesetzt.
Ein „Messsystem“ ist ein System zur Erfassung einer Messgröße. Der Ausgabewert des Messsystems ist ein Messwert.
Ein „Messwert“ ist der momentane Wert einer „Messgröße“. Ein „Messgrößensollwert“ ist der Vorgabewert für eine Messgröße.
Ein „Einstellgrößenmesssystem“ bestimmt zahlenmäßig den Wert einer Einstellgröße.
Ein „Eigenschaftsmesssystem“ bestimmt zahlenmäßig den Wert einer Eigenschaft.
Ein „Messgrößenmesssystem“ bestimmt zahlenmäßig den Wert einer Messgröße.
Eine „Messvorrichtung“ meint ein Messsystem zur Erfassung einer optischen Eigenschaft, welches aus einer Lichtquelle und einem Detektor besteht, wobei die Lichtquelle einen Lichtstrahl auf eine Folienbahn abgibt und ein reflektierter und/oder transmittierter Lichtstrahl von einem Detektor erfasst wird, wobei das von dem Detektor erfasste Lichtbild zur Bestimmung und Auswertung der Folientopografie verwendet wird. Die Messvorrichtung kann für einlagige oder mehrlagige Folienbahnen mit einer oder mehreren Schichten verwendet werden. Ferner kann eine Messvorrichtung über eine zusätzliche adaptive Beleuchtung des Hintergrundes verfügen. Die Messvorrichtung kann das Objekt, insbesondere die Folienbahn, im Durchlichtverfahren und oder im Auflichtverfahren und/oder im Schlierenverfahren beleuchten. Das Objekt kann vor einem hellen Hintergrund und/oder vor einem dunklen Hintergrund beleuchten beleuchtet werden. Bei dunklen Hintergründen wird zwischen einem dunklen Hintergrund einem nahen dunklen Hintergrund und einem fernen dunklen Hintergrund unterschieden. Insbesondere setzt die Messvorrichtung eine Triangulationsverfahren und/oder ein Reflexionsverfahren und/oder ein Transmissionsverfahren ein.
Ein „Triangulationsverfahren“ ist eine geometrische Methode zur optischen Abstandsmessung durch genaue Winkelmessung innerhalb von Dreiecken. Mit einem Triangulationsverfahren können demnach Oberflächen vermessen werden indem die Positionen einzelner Punkte bestimmt werden. Im Fall einer Folienbahn wird Licht auf die Folie projiziert und mittels Triangulation des reflektierten Lichtes die Position einzelner Oberflächenpunkte bestimmt, wodurch die Folientopografie bestimmt und ausgewertet wird. Ausgehend von der Folientopografie kann auf andere Eigenschaften der Folienbahn geschlossen werden.
Ein „Reflexionsverfahren“ macht sich die Eigenschaften der Reflexion von Wellen an einer Grenzfläche, an der sich der Wellenwiderstand oder der Brechungsindex des Ausbreitungsmediums ändert, zur Bewertung der Eigenschaften eines Mediums zu Nutze. In der Regel wird bei der Reflexion nur ein Teil der Energie der einfallenden Welle reflektiert. Im Fall einer Folienbahn wird Licht auf die Folie projiziert und die Reflexion in einer Matrixkamera betrachtet. Das betrachtete Reflexionsbild wird verwendet, um die optischen Eigenschaften der Folienbahn zu bestimmen und auszuwerten.
Ein „Transmissionsverfahren“ ist ein Verfahren, bei welchem die Durchlässigkeit eines Mediums für Wellen anhand des Transmissionsgrades bewertet wird. Trifft eine Welle auf ein abweichendes Medium endlicher Dicke, so wird sie je nach den Stoffeigenschaften des Mediums zum Teil an den Grenzflächen reflektiert und beim Durchqueren ganz oder teilweise absorbiert. Der verbleibende Rest wird durch das abweichende Medium transmittiert und tritt an der gegenüberliegenden Seite des abweichenden Mediums wieder aus. Die optischen Eigenschaften werden anhand des reflektierten Lichts, welches mit einer Matrixkamera erfasst wird, bestimmt und ausgewertet.
Anhand des „Transmissionsgrades“ als dem Quotient aus der Wellenintensität hinter und vor dem abweichenden Medium können Eigenschaften des abweichenden Mediums bestimmt werden, insbesondere die optischen Eigenschaften der Folienbahn.
Eine „Lichtquelle“ meint eine beliebige Lichtquelle, also eine Lichtquelle mit beliebiger Frequenz und Intensität der Wellenlängenverteilung. Somit kann die Lichtquelle für den Menschen sichtbares, aber auch für den Menschen nicht sichtbares Licht emittieren. Insbesondere meint eine Lichtquelle Laserlicht, Weißlicht, LED-Licht oder Infrarotlicht. Weiterhin meint eine Lichtquelle auch eine kombinierte Quelle für unterschiedliche Lichtarten beliebiger Kombination.
Ein „Datenerfassungssystem“ dient zur Aufzeichnung physikalischer Messgrößen. Je nach verwendetem Sensor verfügt es über einen Analog-Digital-Wandler und einen Messwertspeicher bzw. Datenspeicher. Das Datenerfassungssystem kann mehrere Messgrößen parallel erfassen.
Eine „Datenbank“ ist ein System zur elektronischen Datenverwaltung. Die Aufgabe der Datenbank ist es, große Datenmengen effizient, widerspruchsfrei und dauerhaft zu speichern und benötigte Teilmengen der gespeicherten Daten in unterschiedlichen, bedarfsgerechten Darstellungsformen für Benutzer und Anwendungsprogramme bereitzustellen.
Der Stand der Technik sah bislang vor, dass die Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn als Erfahrungswert des Bedieners der entsprechenden Anlage im Betrieb der Anlage erarbeitet wurden. Dies bedeutet, dass der Bediener die Anlage beim Anfahren individuell auf Basis der ihm bekannten Erfahrungswerte einstellt. Darüber hinaus steuert der Bediener während des laufenden Anlagenbetriebs auftretende Abweichungen in den optischen Eigenschaften einer Folienbahn auf Basis seiner ihm vorliegenden Erfahrungswerte durch einen korrigierenden Eingriff an einer Einstellgröße aus.
Mit steigender Komplexität der Anlagen und Anforderungen an die Eigenschaften der Folienbahn wurden die benötigten Erfahrungswerte eines Bedieners der entsprechenden Anlage stetig umfangreicher. Einhergehend damit stiegen auch die Trainingszeiten der Bediener und die Anforderungen bei der Auswahl geeigneter Bediener.
In jüngster Vergangenheit hat sich immer öfter gezeigt, dass die vielfältigen Möglichkeiten des Bedieners auf die optischen Eigenschaften einer Folienbahn einen Einfluss zu nehmen in ihrer Komplexität aufgrund der Überlagerung der Effekte zunehmend das Verständnis des Anlagenbedieners übersteigen. Damit stieg nicht nur der Aufwand der Betreiber von Blasfolien- und Gießfolienanlagen zur Auswahl und Schulung der Bediener solcher Anlagen. Darüber hinaus wurde der Betrieb solcher Anlagen stetig problembehafteter, insbesondere bei der Herstellung von Folienbahnen mit besonderen spezifischen Eigenschaften.
Abweichend wird hier vorgeschlagen eine systematische Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn abzuleiten, indem eine optische Eigenschaft der Folienbahn und zeitsynchron oder entsprechend der Herstellgeschwindigkeit der Folienbahn zeitversetzt ein Parameter der Herstellvorrichtung inline bestimmt werden, auf einander Bezug nehmend in einer Datenbank gespeichert werden und systematisch die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Diese nach dem vorgeschlagenen Verfahren erarbeitete systematische Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn entspricht den Erfahrungswerten eines Bedieners.
Bei einer geeigneten Umsetzung des Verfahrens wird so eine systematische Abhängigkeit aus Daten abgeleitet, die während der Herstellung einer Folienbahn aufgezeichnet werden und dem Eingriff eines Bedieners auf Basis seiner Erfahrungswerte unterliegen.
Beispiele für optisch erfassbare Folieneigenschaften sind:

• Glanzgrad der Folie
• Trübung (Haze)
• Transparenz (Opazität)
• Optische Dichte einer Folie
• Reflexionsgrad
• Transmissionsgrad
• Druckbild
• Faltenbild
• Kratzer
• Oberflächentopographie
• Schichtdicken
• Einzelschichtdicken
• Spannungen innerhalb der Folie

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der geordneten auf einander Bezug nehmenden Speicherung der Daten bestehend aus einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn und einem Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung der Folienbahn. Damit die Daten auf einander Bezug nehmend gespeichert werden können ist es besonders wichtig die Daten inline zu bestimmen und zeitsynchron oder entsprechend der Herstellgeschwindigkeit der Folienbahn zeitversetzt abzuspeichern.
Es versteht sich, dass bei einer systematischen Abhängigkeit nicht zwingend eine Abhängigkeit zwischen zwei Größen gemeint ist. Vielmehr kann eine Abhängigkeit zwischen zwei Größen gemeint sein, jedoch werden Abhängigkeiten mit einer Vielzahl von in Bezug zueinander stehenden Größen mit steigender Komplexität der Anlagen und Folienbahnprodukte immer wahrscheinlicher und alltäglicher.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass eine systematische Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn abgeleitet werden kann. Dies erfolgt während der Herstellung einer Folienbahn und dem Eingriff eines Bedieners auf Basis seiner Erfahrungswerte. Die Erfahrungen erfahrener Anlagenbediener werden demnach Teilbestandteil einer systematischen Abhängigkeit, da sich diese durch die Erfahrungen der Bediener auf die relevanten Bereiche erstreckt.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die systematische Abhängigkeit kontinuierlich bei der Herstellung einer Folienbahn präzisiert wird. Vorteilhaft ergibt sich damit beispielsweise auch eine Erstreckung der systematischen Abhängigkeit auf selten erreichte jedoch für den Eingriff eines Bedieners wesentliche Betriebspunkte.
Durch die stetige Präzisierung der systematischen Abhängigkeit ergibt sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens die Möglichkeit, die Robustheit der systematischen Abhängigkeit zu überprüfen. Damit lässt sich quantifizieren, ob es sich bei der systematischen Abhängigkeit um eine Gesetzmäßigkeit oder eine Tendenz mit gewissen und durch die stetige Präzisierung erfassbaren Wahrscheinlichkeiten handelt. Weiterhin kann dabei der Grad und die Wahrscheinlichkeit der Ausprägung einer Einstellgröße hinsichtlich der einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn quantifiziert werden.
Ein systembedingter Vorteil ergibt sich weiterhin daraus, dass die Daten auf einander Bezug nehmend gespeichert werden können. Dabei wird bei einer geeigneten Umsetzung des Verfahrens darauf geachtet, dass die Daten zeitlich so synchronisiert werden, dass eine Änderung einer Einstellgröße und die dadurch herbeigeführte Auswirkung auf die optische Eigenschaft einer Folienbahn möglichst scharf und präzise abgebildet werden kann. Dabei ist ein weiterer wesentlicher Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung der Folienbahn die Produktionsgeschwindigkeit der Folienbahn, damit die inline erfassten Daten hinsichtlich der Änderung einer Einstellgröße und der dadurch herbeigeführten Auswirkung auf die optische Eigenschaft einer Folienbahn auf einander Bezug nehmend gespeichert werden können.
Während Bediener einer Anlage besonders in kritischen Situationen emotionalem Handeln Unterliegen, gibt die nach diesem Aspekt der Erfindung abgeleitete systematische Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn eine objektive Beschreibung des Sachverhaltes wieder.
Vorteilhaft ergibt sich durch das hier beschriebene Verfahren auch, dass eine nahezu nicht limitierte Vielzahl von Parametern auf einander Bezug nehmend gespeichert werden und zur Ableitung einer systematischen Abhängigkeit herangezogen werden können. Ein Bediener einer entsprechenden Anlage ist hinsichtlich seiner Auffassungsfähigkeit diesbezüglich naturgemäß beschränkt. Im Besonderen durch die stetig steigende Komplexität entsprechender Anlagen und durch die steigende Anzahl von erreichbaren Eigenschaften eines Folienbahnproduktes erreicht ein Bediener heutzutage oftmals bereits die Grenzen seiner naturgemäßen Beschränkung seiner Auffassungsfähigkeit. Weiterhin werden bei einer geeigneten Umsetzung des Verfahrens eine Vielzahl unterschiedlicher Erfahrungen, insbesondere auch Erfahrungen unterschiedlicher Bediener, erfasst, konserviert und für die Ableitung einer systematischen Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn verwendet.
So können bei einer geeigneten Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens komplexe Zusammenhänge zwischen den Parametern des Verfahrens abgebildet werden. Dies betrifft insbesondere Abhängigkeiten mit einer Vielzahl von in Bezug zueinander stehenden Größen, welche diverse Korrelationen zueinander aufweisen können.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass die spezifische Abhängigkeit der Parameter in Form einer ein Bestimmtheitsmaß aufweisenden Kurve bestimmt wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Bestimmtheitsmaß“ ist ein Gütemaß, das angibt, wieviel Prozent der Varianz in den Daten durch ein Regressionsmodell erklärt werden kann. Indirekt wird damit auch der Zusammenhang zwischen der abhängigen und den unabhängigen Variablen gemessen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die systematische Abhängigkeit durch eine Kurve in Abhängigkeit einer Einstellgröße des Herstellverfahrens angegeben ist, insbesondere weist diese Kurve keine Lücken auf, so dass eine eindeutige Zuweisung zwischen einer Einstellgröße und einer optischen Eigenschaft erreicht werden kann.
Die Auswertung eines Bestimmtheitsmaßes aus den ermittelten Daten und der mittels eines Regressionsmodells bestimmten Kurve ergibt einen Anhaltspunkt für die Präzision der systematischen Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn, voraussetzend, dass eine ausreichende Anzahl von Datenpunkten vorhanden ist. Vorteilhaft kann damit bewertet werden, wie aussagekräftig eine Korrelation zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft ist und wie gut sich vorhandene Daten reproduzieren lassen. Außerdem ermöglicht die Kurve im Falle eines großen Bestimmtheitsmaßes auch Aussagen über die Ränder vorliegender Daten. So können Daten numerisch ergänzt und/oder an den Randgebieten vorliegender Daten extrapoliert werden.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit der Parameter durch einen Einstellbereich bestimmt, der in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes für die optische Eigenschaft der Folienbahn steht.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Einstellbereich“ ist ein Bereich, in welchem eine Einstellgröße verstellt werden kann. Mit anderen Worten ist es der Bereich der Einstellgröße zwischen einem minimalen Einstellgrößensollwert und einem maximalen Einstellgrößensollwert.
Ein „Schwellenwert“ ist eine minimale oder eine maximale Ausprägung einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn.
Vorteilhaft kann hierdurch zweierlei unabhängig und wahlweise auch in Kombination miteinander erreicht werden.
Einerseits ermöglicht eine spezifische Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn in Abhängigkeit eines Einstellbereichs, dass keine fehlerbehafteten Abhängigkeiten vorliegen können, also keine Aussagen über nicht einstellbare Einstellbereiche vorliegen können.
Andererseits ermöglicht ein Einstellbereich, der in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes für die optische Eigenschaft der Folienbahn steht, dass durch die systematische Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn nur Aussagen über Einstellbereiche getroffen werden können, die in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes für die optische Eigenschaft der Folienbahn stehen.
Bevorzugt wird die spezifische Abhängigkeit in Form einer Hüllkurve, die auch als Einhüllende oder Envelope bezeichnet werden kann, bestimmt, welche in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes für die optische Eigenschaft der Folienbahn steht.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass insbesondere systematische Abhängigkeiten mit mehr als zwei Parametern geordnet ausgewertet und dargestellt werden können.
Ebenfalls vorteilhaft können die Grenzen einer Hüllkurve in Abhängigkeit technischer Restriktionen und/oder spezifischer Anforderungsprofile begrenzt werden, wodurch die Vorteile von Schwellenwerten für systematische Abhängigkeiten zwischen zwei Parametern auf systematische Abhängigkeiten mit mehr als zwei Parametern erweitert werden können.
Eine optionale Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass eine Messgröße, welche eine geometrische oder funktionale Eigenschaft der Folienbahn beschreibt und eine Abhängigkeit zu einer optischen Eigenschaft aufweist, mittels eines optischen Sensors als ein dritter Parameter des Verfahrens bestimmt wird, wobei der bestimmte Parameter Bezug nehmend auf die anderen erfassten Parameter geordnet in einer Datenbank gespeichert wird und wobei aus den in der Datenbank gespeicherten Daten systematisch eine spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Damit kann bei einer geeigneten Umsetzung des Verfahrens eine systematische Abhängigkeit zwischen den geometrischen und/oder funktionalen Eingeschalten einer Folie, beispielsweise der Wasserdampfdurchlässigkeit, und einer optischen Eigenschaft und/oder einem Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung der Folienbahn abgeleitet werden.
Beispiele für funktionale Eigenschaften, die mit den optischen Eigenschaften einer Folie korreliert werden können:

• Verwendete Rohstoffe
• Anteile Rohrstoffe
• Anteile Recyclat
• Wasserdampfdurchlässigkeit
• Atmungsaktivität
• Barriereeigenschaften
• Verstreckrate
• Planlage
• Dicke
• Profil
• Klebrigkeit
• Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses
• Molekülorientierung
• Zugfestigkeit in Maschinenrichtung
• Zugfestigkeit quer zur Maschinenrichtung
• Dichte
• Dichte von geschäumten Polymeren, insbesondere Zellgröße und Zellgrößenverteilung

Sofern eine systematische Abhängigkeit zwischen einer funktionalen Eigenschaft einer Folienbahn und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn besteht und/oder eine systematische Abhängigkeit zwischen einer geometrischen Eigenschaft einer Folienbahn und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn besteht, kann vorteilhaft erreicht werden, dass eine systematische Abhängigkeit zwischen einer funktionalen Eigenschaft oder einer geometrischen Eigenschaft einer Folienbahn und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn abgeleitet werden kann.
Sofern weiterhin eine systematische Eigenschaft zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und eben jener optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn besteht, kann vorteilhaft erreicht werden, dass eine systematische Abhängigkeit zwischen einer funktionalen Eigenschaft einer Folienbahn und einer Einstellgröße des Herstellverfahrens der hergestellten Folienbahn und/oder eine systematische Abhängigkeit zwischen einer geometrischen Eigenschaft einer Folienbahn und einer Einstellgröße des Herstellverfahrens der hergestellten Folienbahn abgeleitet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung dieses Verfahrens kann bei geeigneter Gestaltung des Verfahrens eine Vielzahl systematischer Abhängigkeiten zwischen Eigenschaften optischen und/oder funktionalen und/oder geometrischen Eigenschaften einer Folienbahn und den Einstellgrößen des Herstellverfahrens der Folienbahn sowie deren Zusammenhänge untereinander abgeleitet werden.
Dies kann die Analyse von Kopplungen zwischen unterschiedlichen Parametern ermöglichen und die Beschreibung eines Envelope aus mit dem beobachteten Herstellverfahren zur Herstellung einer Folienbahn erreichbaren Eigenschaften einer Folienbahn möglich machen.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass eine Messgröße mittels eines Sensors als ein weiterer Parameter des Verfahrens bestimmt wird, insbesondere eine Prozessgröße aus der räumlichen Umgebung des Herstellverfahrens oder dem Herstellverfahren der Folienbahn, insbesondere keine Einstellgröße, wobei der bestimmte Parameter Bezug nehmend auf die anderen erfassten Parameter geordnet in einer Datenbank gespeichert wird und aus den in der Datenbank gespeicherten Daten systematisch eine spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Prozesswert“ ist der momentane Wert einer „Prozessgröße“. Ein „Prozessgrößensollwert“ ist der Vorgabewert für eine Prozessgröße.
Bei einer geeigneten Gestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann dies die Ableitung einer systematischen Abhängigkeit zwischen Prozessgrößen und einer optischen Eigenschaft und/oder einem Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung der Folienbahn ermöglichen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass auch oftmals nicht abänderbare oder nur mit hohem energetischem oder konstruktivem Aufwand abänderbare Prozessgrößen bei der Herstellung einer Folienbahn, hier sei beispielsweise an jahreszeitlich bedingte Veränderungen in der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit gedacht, in die systematischen Eigenschaften zwischen einer optischen Eigenschaft der Folienbahn und/oder einer funktionalen Eigenschaft einer Folienbahn und/oder einer geometrischen Eigenschaft einer Folienbahn und einem Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung einer Folienbahn miteinbezogen werden können.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür werden Daten aus einer bereits vorhandenen Datenbank verwendet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass so auch Daten aus einer bestehenden Datenbank zur Ableitung einer systematischen Abhängigkeit herangezogen werden können. Somit kann erreicht werden, dass an einer Anlage nicht zuerst beim Betrieb der Anlage Erfahrungswerte in Daten einer Datenbank und später in eine systematische Abhängigkeit überführt werden müssen. Auf diese Weise kann auf bestehende Daten und Erfahrungswerte zurückgegriffen und Zeit eingespart werden.
Bevorzugt wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür wird eine bereits vorhandene Datenbank fortlaufend erweitert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können so auch Daten aus einer Datenbank bemüht werden, um die aktuellen Herstell- und Qualitätsdaten mit hinterlegten Daten zu vergleichen. Auf diese Weise steht ein größerer Datenpool bereit, um die systematische Abhängigkeit für den vorliegenden Prozess präziser ableiten zu können.
Weiterhin kann dies vorteilhaft dazu führen, dass das Bestimmtheitsmaß der Daten fortlaufend verbessert werden kann und/oder weitere Abhängigkeiten, insbesondere schwach korrelierende Abhängigkeiten, erkannt werden können.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür werden nur Daten einer spezifischen Herstellvorrichtung verwendet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Verwendung von Daten unterschiedlicher Herstellvorrichtungen und/oder unter anderen Randbedingungen betriebenen Herstellvorrichtungen für Folienbahnen verwendet werden können. Damit kann eine Verwässerung von Daten vermieden werden, welche ein Bestimmtheitsmaß und/oder eine Korrelation zwischen Parametern negativ beeinflussen könnte.
Bevorzugt wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür werden Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen identischer Gattung zur Herstellung von Folienbahnen verwendet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die zur Auswertung und zur Ableitung einer systematischen Abhängigkeit zur Verfügung stehenden Daten schnell vervielfacht werden können, wobei nur Daten von Herstellvorrichtungen identischer Gattung berücksichtigt werden, damit gattungsbedingte Abhängigkeiten ausgeschlossen werden können.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür werden Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen abweichender Gattung zur Herstellung von Folienbahnen verwendet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die zur Auswertung und zur Ableitung einer systematischen Abhängigkeit zur Verfügung stehenden Daten schnell vervielfacht werden können.
Bevorzugt wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür werden Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen zur Herstellung von Folienbahnen eines Produzenten und/oder vieler Produzenten verwendet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die zur Auswertung und zur Ableitung einer systematischen Abhängigkeit zur Verfügung stehenden Daten schnell vervielfacht werden können, wobei dabei wahlweise nur die Daten eines Produzenten oder die Daten mehrerer Produzenten Berücksichtigung finden können.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet und dafür werden Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen zur Herstellung von Folienbahnen mit einer Datenwolke synchronisiert.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die zur Auswertung und zur Ableitung einer systematischen Abhängigkeit zur Verfügung stehenden Daten schnell vervielfacht werden können, wobei dabei die Möglichkeiten der Informationstechnik Daten über eine Datenwolke zu synchronisieren Verwendung finden.
Somit kann ein Aufwand zum Synchronisieren der Daten reduziert werden.
Bevorzugt wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern heuristisch bestimmt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass selbst bei einer beschränkten Anzahl von Daten oder selbst bei Datenlücken und bei beschränkten zeitlichen Ressourcen eine praktikable systematische Abhängigkeit bestimmt werden kann.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern mathematisch bestimmt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Wissenschaft der Mathematik derart verwendet wird, dass ein im mathematischen Sinne möglichst eindeutige systematische Abhängigkeit abgeleitet werden kann.
Bevorzugt wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern mit einem Optimierungsverfahren bestimmt.
In einer geeigneten sowie vorteilhaften Umsetzung dieses Verfahrens dienen Optimierungsverfahren der Minimierung von Unsicherheiten von systematischen Abhängigkeiten. Mit anderen Worten werden die Bestimmtheitsmaße von systematischen Abhängigkeiten maximiert. Somit wird die Beschreibung einer systematischen Abhängigkeit präzisiert.
Weiterhin kann in einer vorteilhaften Umsetzung des Verfahrens ein Optimierungsverfahren dazu eingesetzt werden mehrdimensionale Abhängigkeiten zwischen Parametern aufzudecken, zu analysieren und zu beschreiben.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Einsatz von Optimierungsverfahren zu präziseren systematischen Abhängigkeiten führt und komplexe Zusammenhänge zwischen den Daten besser identifiziert und genutzt werden können.
Optional wird die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern mit einem selbstlernenden Optimierungsverfahren bestimmt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die komplexen Aufgaben durch den Einsatz von Optimierungsverfahren nicht aufwändig durch den Menschen an neue Gegebenheiten angepasst werden müssen. Somit kann Zeit und Geld bei der Ableitung systematischer Abhängigkeiten eingespart werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass eine Messgröße optische Eigenschaften der Folienbahn bestimmt, insbesondere den Glanzgrad der Folie und/oder die Trübung der Folie und/oder die Transparenz der Folie und/oder die optische Dichte der Folie und/oder den Reflexionsgrad der Folie und/oder den Transmissionsgrad der Folie und/oder das Druckbild der Folie und/oder das Faltenbild der Folie und/oder etwaige Kratzer auf der Folie und/oder die Oberflächentopographie der Folie und/oder die Schichtdicken der Folie und/oder die Einzelschichtdicken der Folie und/oder die Spannung innerhalb der Folie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die abgeleitete systematische Abhängigkeit eine Abhängigkeit zum Glanzgrad der Folie und/oder zur Trübung der Folie und/oder zur Transparenz der Folie und/oder zur optischen Dichte der Folie und/oder zum Reflexionsgrad der Folie und/oder zum Transmissionsgrad der Folie und/oder zum Druckbild der Folie und/oder zum Faltenbild der Folie und/oder zu etwaigen Kratzern auf der Folie und/oder zur Oberflächentopographie der Folie und/oder zu den Schichtdicken der Folie und/oder zu den Einzelschichtdicken der Folie und/oder zu den Spannung innerhalb der Folie aufweisen kann.
Eine optionale Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass eine Messgröße funktionale Eigenschaften der Folienbahn in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften bestimmt, insbesondere die verwendeten Rohstoffe und/oder die Anteile der einzelnen Rohrstoffe und/oder den Anteil des Recyclats und/oder die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie und/oder die Atmungsaktivität der Folie und/oder die Barriereeigenschaften der Folie und/oder die Verstreckrate der Folie und oder die Planlage der Folie und/oder die Dicke der Folie und/oder das Profil der Folie und/oder die Klebrigkeit der Folie und/oder die Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses und/oder die Molekülorientierung der Folie.
In einer geeigneten Ausführungsform werden zusätzlich funktionale Eigenschaften der Folienbahn in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften der Folienbahn bestimmt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die abgeleitete systematische Abhängigkeit eine Abhängigkeit zu den verwendeten Rohstoffen und/oder zu den Anteilen der einzelnen Rohrstoffe und/oder zu den Anteilen des Recyclats und/oder zur Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie und/oder zur Atmungsaktivität der Folie und/oder zu den Barriereeigenschaften der Folie und/oder zur Verstreckrate der Folie und oder zur Planlage der Folie und/oder zu der Dicke der Folie und/oder zu dem Profil der Folie und/oder zur Klebrigkeit der Folie und/oder zur Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses und/oder zur Molekülorientierung der Folie aufweisen kann.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Anpassen der Qualität einer im Blasfolienverfahren oder Gießfolienverfahren hergestellten Folienbahn, wobei die Qualität inline gemessen und angepasst wird, wobei eine optische Eigenschaft der Folienbahn mittels eines Sensors inline an der hergestellten Folienbahn bestimmt wird, und ein Einstellgrößensollwert anhand der bestimmten optischen Eigenschaft inline angepasst wird, wobei das Anpassen der Einstellgröße durch Verstellen eines Stellglieds erfolgt, wobei der Einstellgrößensollwert zur bestimmten optischen Eigenschaft durch eine systematische Abhängigkeit beschrieben wird, die bevorzugt mit einem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung bestimmt ist und durch das Anpassen der Einstellgröße die Qualität der Folienbahn derart verändert wird, dass eine gewünschte Eigenschaft in ihrer Ausprägung verstärkt und/oder eine ungewünschte Eigenschaft in ihrer Ausprägung reduziert wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Stellglied“ oder auch „Aktor“ ist im speziellen dazu geeignet eine Ausgangsgröße eines Systems zu beeinflussen.
Eine „Ausprägung“ einer Eigenschaft beschreibt die Intensität oder Häufigkeit, mit der die Eigenschaft wahrgenommen werden kann. Diese Intensität kann mit einer Zahl beschrieben werden.
Eine „Steuerung“ ist eine Verstellung einer Einstellgröße.
Eine „Regelung“ ist ein Zusammenspiel aus stetiger Erfassung einer Messgröße und der Steuerung eines Systems in Abhängigkeit einer Vorgabe für die Messgröße. Dabei findet ein stetiger Vergleich der Messgröße und der Vorgabe für die Messgröße statt.
Der Stand der Technik sah bislang vor, dass ein Bediener einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn die Qualität der hergestellten Folienbahn entsprechend gesammelter Erfahrungen durch Verstellen einer Einstellgröße einstellt. Bemerkt der Bediener während der Herstellung einer Folienbahn auftretende Qualitätsabweichungen bedient er sich erneut gemachter Erfahrungswerte und verstellt eine Einstellgröße derart, dass sich eine gewünschte Qualität der Folienbahn wiedereinstellt. Dieser Prozess wird oftmals iterativ so lange durchgeführt, bis die gewünschte Qualität der Folienbahn erreicht ist. Bei erneut auftretenden Abweichungen der Qualität beginnt der Bediener der Anlage diesen Prozess erneut. Diesen Stand der Technik kann man auch als Benutzersteuerung der Anlage zum Herstellen einer Folienbahn bezeichnen.
Eine optische Eigenschaft der Folienbahn begutachtet der Bediener einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn oftmals direkt oder indirekt inline mit seinen Augen. Funktionale Qualitätsmerkmale der Folienbahn wie etwa die Atmungsaktivität der Folie erfolgt im Stand der Technik hingegen nicht inline. Dazu wird der Produktion ein Stück der Folienbahn entnommen und offline analysiert.
Verfahren zur Anpassung der Qualität einer hergestellten Folienbahn sind im Stand der Technik bekannt, so etwa aus der DE 31 07 701 C2 , der DE 40 33 974 C2 , der DE 41 18 122 A1 , der DE 42 35 163 A1 , der WO 2007/107147 und der DE 10 2015 006 891 A1 .
Abweichend wird hier vorgeschlagen die nach dem ersten Aspekt der Erfindung gewonnene systematische Abhängigkeit zum Anpassen der Qualität der Folienbahn einzusetzen.
Dabei wird eine optische Eigenschaft der Folienbahn inline mit einem Sensor bestimmt und die nach dem ersten Aspekt der Erfindung gewonnene systematische Abhängigkeit inline zur Anpassung der Qualität der Folienbahn derart eingesetzt, dass der zur Erreichung der gewünschten Qualität der Folienbahn benötigte Einstellwert der Herstellvorrichtung zur Herstellung der Folienbahn aus der systematischen Abhängigkeit hervorgeht.
Eine Qualitätsanpassung auf Basis einer vorher gewonnenen systematischen Abhängigkeit ist im Stand der Technik neu.
Die DE 40 33 974 C2 offenbart zwar ebenfalls eine Steuerung in Abhängigkeit einer Zielvorgabe nach der Methode der Evolutionsstrategie. Erläuternd sei hier bemerkt, dass die Methode der Evolutionsstrategie nach den Mechanismen der Evolution arbeitet. Dabei werden „... zumindest teilweise und/oder tendenziell zufällige Änderungen der Steuerungsparameter, d.h. der Stellgrößen, durchgeführt, ...“ (Seite 2, Zeile 32 ff.). Die Steuerung der Anlage erfolgt also nicht auf Basis einer vorher ermittelten systematischen Abhängigkeit.
Die DE 41 18 122 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung des Orientierungsgrades von in Blasfolienanlagen hergestellten Schlauchfolien. Dabei wird vorgeschlagen einen gewünschten Orientierungsgrad der Folien durch die Einstellung einer bestimmten Blasenform im Aufblasbereich der Blase einzustellen. Dabei wird zwar eine systematische Abhängigkeit zwischen dem Orientierungsgrad der Folie und Blasenform verwendet, welche offline im Laborversuch ermittelt wird, jedoch wird keine systematische Abhängigkeit zwischen einer optischen Eigenschaft - hier im weitesten Sinne die Form der Blase - und einem Parameter der Herstellvorrichtung zur Herstellung der Folienbahn angewendet. Es werden zwar „... geeignete Herstellungsparameter beeinflusst, um die Istform des Aufweitungsbereiches mit der Sollform zur Deckung zu bringen“, jedoch wird dabei keine ensprechend beschreibende systematische Abhängigkeit verwendet. Vielmehr können „die Parameter zur Beeinflussung der Istform der Blase ... dabei in der günstigsten Weise gewählt werden.“
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass der Bediener einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn ein geringeres Maß an Erfahrungswerten aufweisen kann. Somit kann die Auswahl geeigneter Bediener für die Anlage zur Herstellung einer Folienbahn vereinfacht werden. Die notwendigen Schulungsmaßnahmen der Bediener können weniger auf das Übermitteln bestehender Erfahrungswerte fokussiert werden und sich so drastisch beschleunigen, da sich der Bediener der Anlage sich bei der Anpassung der Qualität der Folienbahn einer systematischen Abhängigkeit bedient.
Die Verwendung einer systematischen Abhängigkeit bei der Anpassung einer Qualität einer Folienbahn kann weiterhin vorteilhaft dazu führen, dass Veränderungen an den Parametern der Anlage weniger emotional durchgeführt werden, wodurch die Fehlersensitivität des Qualitätsanpassungsprozesses reduziert werden kann.
Außerdem kann der normalerweise iterativ ablaufende Prozess der Anpassung der Qualität der Folie während der Herstellung der Folie vorteilhaft beschleunigt werden, so dass insgesamt der Anteil der Folienbahn steigen kann, welcher höchste Qualitätsmerkmale aufweist. Entsprechender Ausschuss von hergestellter Folie kann somit reduziert werden.
Weiterhin kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren die Anpassung der Qualität der Folienbahn auch unter widrigen Bedingungen automatisiert werden.
Eine Anpassung der Qualität der Folie kann vorteilhaft inline erfolgen.
Bevorzugt weist die Qualität der Folienbahn eine geometrische Eigenschaft auf.
Beispiele einer geometrischen Eigenschaft sind ein Foliendickenprofil der Folie ein Schichtdickenprofil der Folie und eine Oberflächenstruktur der Folie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität einer Folie auch im Hinblick auf geometrische Eigenschaften einer Folienbahn angepasst werden kann, sofern eine direkte und/oder indirekte systematische Abhängigkeit zwischen einer optischen Eigenschaft der Folie und einer geometrischen Eigenschaft der Folie besteht.
Folglich kann inline eine automatisierte Überprüfung der Qualität geometrischer Eigenschaften einer Folienbahn durchgeführt werden und der Bediener kann bei auftretenden Abweichungen in einer geometrischen Qualität der Folienbahn alarmiert werden.
Außerdem kann der Bediener die systematische Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens der Folienbahn und einer geometrischen Eigenschaft vorteilhaft dazu nutzen eine schnelle und robuste Anpassung der Qualität der Folienbahn hinsichtlich einer geometrischen Eigenschaften durchzuführen.
Somit kann ein höheres Maß an Qualität der hergestellten Folienbahn sichergestellt werden und die Menge an Ausschuss in der Herstellung einer Folienbahn kann reduziert werden.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass geometrische Eigenschaften der Folienbahn während der Herstellung dokumentiert werden und diese Dokumentation dem Kunden der Folienbahn zur Verfügung gestellt werden kann. So kann das kundenseitige Vertrauen in das Produkt Folienbahn gestärkt werden.
Geometrische Eigenschaften einer Folienbahn können entsprechend gewünschter Vorgaben eingehalten werden, sofern eine direkte und/oder indirekte systematische Abhängigkeit zwischen einer optischen Eigenschaft der Folie und einer geometrischen Eigenschaft der Folie besteht.
Optional weist die Qualität der Folienbahn eine optische Eigenschaft auf.
Beispiele einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn sind die Transparenz einer Folie, die optische Dichte einer Folie, der Reflexionsgrad einer Folie, der Transmissionsgrad einer Folie, das Druckbild einer Folie und das Faltenbild einer Folie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität einer Folie auch im Hinblick auf optische Eigenschaften einer Folienbahn angepasst werden kann.
Folglich kann inline eine automatisierte Überprüfung der Qualität optischer Eigenschaften einer Folienbahn durchgeführt werden und der Bediener kann bei auftretenden Abweichungen in einer optischen Qualität der Folienbahn alarmiert werden.
Außerdem kann der Bediener die systematische Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens der Folienbahn und einer optischen Eigenschaft vorteilhaft dazu nutzen eine schnelle und robuste Anpassung der Qualität der Folienbahn hinsichtlich einer optischen Eigenschaften durchzuführen.
Somit kann ein höheres Maß an Qualität der hergestellten Folienbahn sichergestellt werden und die Menge an Ausschuss in der Herstellung einer Folienbahn kann reduziert werden.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass optische Eigenschaften der Folienbahn während der Herstellung dokumentiert werden und diese Dokumentation dem Kunden der Folienbahn zur Verfügung gestellt werden kann. So kann das kundenseitige Vertrauen in das Produkt Folienbahn gestärkt werden.
Optische Eigenschaften einer Folienbahn können entsprechend gewünschter Vorgaben eingehalten werden.
Bevorzugt weist die Qualität der Folienbahn eine funktionale Eigenschaft auf.
Beispiele einer funktionalen Eigenschaft einer Folienbahn sind die Wasserdampfdurchlässigkeit einer Folie, die Atmungsaktivität einer Folie, die Barriereeigenschaften einer Folie, die Versteckrate einer Folie und die Planlage einer Folie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität einer Folie auch im Hinblick auf funktionale Eigenschaften einer Folienbahn angepasst werden kann, sofern eine direkte und/oder indirekte systematische Abhängigkeit zwischen einer optischen Eigenschaft der Folie und einer funktionalen Eigenschaft der Folie besteht.
Folglich kann inline eine automatisierte Überprüfung der Qualität funktionaler Eigenschaften einer Folienbahn durchgeführt werden und der Bediener kann bei auftretenden Abweichungen in einer funktionalen Qualität der Folienbahn alarmiert werden.
Außerdem kann der Bediener die systematische Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens der Folienbahn und einer funktionalen Eigenschaft vorteilhaft dazu nutzen eine schnelle und robuste Anpassung der Qualität der Folienbahn hinsichtlich einer funktionalen Eigenschaften durchzuführen.
Somit kann ein höheres Maß an Qualität der hergestellten Folienbahn sichergestellt werden und die Menge an Ausschuss in der Herstellung einer Folienbahn kann reduziert werden.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass funktionale Eigenschaften der Folienbahn während der Herstellung dokumentiert werden und diese Dokumentation dem Kunden der Folienbahn zur Verfügung gestellt werden kann. So kann das kundenseitige Vertrauen in das Produkt Folienbahn gestärkt werden.
Funktionale Eigenschaften einer Folienbahn können entsprechend gewünschter Vorgaben eingehalten werden, sofern eine direkte und/oder indirekte systematische Abhängigkeit zwischen einer optischen Eigenschaft der Folie und einer funktionalen Eigenschaft der Folie besteht.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass die Qualität der Folie inline angepasst wird und dass sie der gewünschten Qualität der Folienbahn entspricht, also keine messbaren Störgrößen aufweist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „Störgröße“ ist ein Parameter, der eine Abweichung von seinem idealen Zustand aufweist.
Damit wird die Qualität der Folie bei geeigneter Gestaltung inline angepasst. Unter einer inline-Anpassung einer Qualität der Folie wird eine automatisierte Steuerung der Anpassung der Qualität einer Folienbahn verstanden.
So ist konkret unter anderem denkbar die Qualität der Folienbahn stetig inline derart anzupassen, dass die Qualität der Folienbahn innerhalb definierter Qualitätsgrenzen gesteuert wird. Mit anderen Worten kann die Qualität der Folienbahn so angepasst werden, dass keine über eine systematische Abhängigkeit mit optischen Verfahren messbaren Störgrößen mehr auftreten.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass definierte Qualitätserfordernisse für eine Folienbahn automatisiert inline eingehalten werden können.
Damit kann der Ausschuss hergestellter Folie drastisch reduziert werden.
Vorteilhaft kann ebenfalls erreicht werden, dass ein Bediener der Anlage zur Herstellung einer Folienbahn durch die automatisierte Steuerung der Qualitätseigenschaften der Folienbahn entlastet werden kann. Der Bediener kann seine Aufmerksamkeit demnach verstärkt auf andere Prozesserfordernisse lenken. Folglich kann auch das Ausbildungsniveau der Bediener der Anlage im Bereich der Qualitätsüberwachung und Qualitätssteuerung reduziert werden.
Optional wird die gewünschte Qualität der Folienbahn manuell vorgegeben.
In einer geeigneten Ausführung dieses Merkmals kann ein Bediener die gewünschten Qualitätsanforderungen einer Folienbahn manuell einstellen. So kann ebenfalls manuell auf eine Änderung der gewünschten Qualitätseigenschaften einer Folienbahn reagiert werden und das Produkt kann einfach auf die Wünsche eines anderen Kunden und/oder eines anderen Einsatzzweckes angepasst werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ein Bediener einer Anlage zur Herstellung einer Folienbahn die gewünschte Qualität der Folienbahn schnell und einfach manuell an die Erfordernisse der Produktion anpassen kann.
Bevorzugt wird die gewünschte Qualität der Folienbahn automatisch vorgegeben.
So kann in einer geeigneten Ausführungsform zwischen unterschiedlichen Typen unterschieden werden, welche hinsichtlich ihrer Qualitätsanforderungen informationstechnisch interlegt sind und die übergeordnete Produktionssteuerung automatisiert Anpassung hinsichtlich der gewünschten Qualitätsanforderungen durchführen kann.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Wahrscheinlichkeit nicht zueinander passender Qualitätsanforderungsmerkmale reduziert werden kann. So kann sichergestellt werden, dass unterschiedliche Qualitätsanforderungen einer Folienbahn zueinander passend eingestellt sind und den Produktanforderungen entsprechen.
Optional werden mehr als eine Messgröße, welche insbesondere optische Eigenschaften der Folienbahn erfassen, als Parameter des Verfahrens mittels eines oder mehrerer Sensoren inline an der hergestellten Folienbahn gemessen.
In einer geeigneten Ausführungsform kann ein gleiches Messverfahren an unterschiedlichen Positionen im Prozess der Folienherstellung eingesetzt werden.
In einer anderen geeigneten Ausführungsform können unterschiedliche Messverfahren an der gleichen Position und/oder an unterschiedlichen Positionen im Prozess eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass durch den Einsatz zusätzlicher Messmittel zusätzliche Erkenntnisse für das Ableiten einer systematischen Abhängigkeit bestehen.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass Qualitätsanforderungen an unterschiedlichen Stellen überwacht werden können.
Außerdem kann sich die Möglichkeit ergeben die Anzahl der überwachbaren und/oder anpassbaren Qualitätsmerkmale zu steigern.
Bevorzugt berücksichtigt die systematische Abhängigkeit, welche die Einstellgröße in Abhängigkeit zur Messgröße beschreibt, die Verfahrensparameter der Folienherstellung.
Unter den Verfahrensparametern können alle noch nicht anderweitig genannten Parameter verstanden werden, welche messbar sind. Insbesondere können unter die Verfahrensparameter auch die Prozessparameter subsumiert werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass bei der Anpassung der Qualität einer Folienbahn auch wesentliche Verfahrensparameter berücksichtigt werden können. Wesentliche Verfahrensparameter sind alle Parameter, die den Prozess der Herstellung einer Folienbahn beeinflussen.
Optional wird die Messgröße der Qualität der Folienbahn mit einem optischen Messsystem bestimmt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität der Folienbahn mit einem optischen Messsystem bestimmt und überwacht werden kann. Nachfolgend kann der Bediener oder eine automatische Anlagensteuerung eine Anpassung der Qualität einer Folie als Reaktion auf die Signale des optischen Messsystems durchführen.
Bevorzugt wird die Messgröße der Qualität der Folienbahn auf Basis der optischen Eigenschaften der Folie gemessen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität der Folienbahn anhand optischer Eigenschaften bestimmt und überwacht werden kann. Nachfolgend kann der Bediener oder eine automatische Anlagensteuerung eine Anpassung der Qualität einer Folie als Reaktion auf die optischen Eigenschaften einer Folie durchführen.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass die Qualität der Folienbahn mit der Düseneinheit, insbesondere einer Ringdüse im Blaskopf bei einer Blasfolienanlage oder einer Breitschlitzdüse bei einer Gießfolienanlage, verstellt wird.
So kann in einer geeigneten Ausführungsform die Qualität einer Folienbahn beispielsweise durch die Dicke einer Folie, durch eine Einzelschichtdicke einer Folie, durch eine Anzahl an Einzelschichtdicken einer Folie, durch die Temperatur einer Komponente, durch den Temperaturverlauf einer Komponente und/oder den totalen Druck einer Komponente angepasst werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Einstellungsmöglichkeiten im Umfeld der Düseneinheit zur Anpassung der Qualität einer Folienbahn verwendet werden.
Optional wird die Qualität der Folienbahn durch die Rezeptur der Kunststoffschmelze verstellt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität einer Folienbahn durch die Anpassung der Rezeptur der Kunststoffschmelze angepasst werden kann.
Bevorzugt wird die Qualität der Folienbahn durch die Verstreckung der Folie verstellt.
Die Verstreckung einer Folienbahn erlaubt es die Folienbahn mit Produkteigenschaften auszustatten, welche von dem Reckgrad und der Orientierung des Reckens der Folie abhängen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualität einer Folienbahn auch in Abhängigkeit der Verstreckung der Folie angepasst werden kann.
Optional wird die Qualität der Folienbahn mit einer Nachbehandlungsstrecke verstellt.
Eine Nachbehandlungsstrecke erlaubt es durch diverse Maßnahmen beispielsweise der Temperaturführung und/oder Spannungsführung und/oder Oberflächenbehandlung einer Folie besondere Produkteigenschaften hervorzubringen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Qualitätsanforderungen an eine Folienbahn auch die Produkteigenschaften beinhalten kann, welche durch die Nachbehandlungsstrecke hervorgerufen und/oder verändert werden können.
Eine optionale Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass ein Eigenschaftsmesssystem optische Eigenschaften der Folienbahn bestimmt, insbesondere den Glanzgrad der Folie und/oder die Trübung der Folie und/oder die Transparenz der Folie und/oder die optische Dichte der Folie und/oder den Reflexionsgrad der Folie und/oder den Transmissionsgrad der Folie und/oder das Druckbild der Folie und/oder das Faltenbild der Folie und/oder etwaige Kratzer auf der Folie und/oder Stippen und/oder die Oberflächentopographie der Folie und/oder die Schichtdicken der Folie und/oder die Einzelschichtdicken der Folie und/oder eine Schichtverschiebung der Folie und/oder die Spannung innerhalb der Folie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Anpassung der Qualität einer Folienbahn sich auch auf die optischen Eigenschaften einer Folienbahn erstreckt, insbesondere den Glanzgrad der Folie und/oder die Trübung der Folie und/oder die Transparenz der Folie und/oder die optische Dichte der Folie und/oder den Reflexionsgrad der Folie und/oder den Transmissionsgrad der Folie und/oder das Druckbild der Folie und/oder das Faltenbild der Folie und/oder etwaige Kratzer auf der Folie und/oder Stippen und/oder die Oberflächentopographie der Folie und/oder die Schichtdicken der Folie und/oder die Einzelschichtdicken der Folie und/oder eine Schichtverschiebung der Folie und/oder die Spannung innerhalb der Folie.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass das Eigenschaftsmesssystem funktionale Eigenschaften der Folienbahn in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften bestimmt, insbesondere die verwendeten Rohstoffe und/oder die Anteile der einzelnen Rohstoffe und/oder den Anteil des Recyclats und/oder die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie und/oder die Atmungsaktivität der Folie und/oder die Barriereeigenschaften der Folie und/oder die Verstreckrate der Folie und oder die Planlage der Folie und/oder die Dicke der Folie und/oder das Profil der Folie und/oder die Klebrigkeit der Folie und/oder die Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses und/oder die Molekülorientierung der Folie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Anpassung der Qualität einer Folienbahn sich auch auf die funktionalen Eigenschaften einer Folienbahn erstreckt, insbesondere die verwendeten Rohstoffe und/oder die Anteile der einzelnen Rohstoffe und/oder den Anteil des Recyclats und/oder die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie und/oder die Atmungsaktivität der Folie und/oder die Barriereeigenschaften der Folie und/oder die Verstreckrate der Folie und oder die Planlage der Folie und/oder die Dicke der Folie und/oder das Profil der Folie und/oder die Klebrigkeit der Folie und/oder die Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses und/oder die Molekülorientierung der Folie.
Bevorzugt wird der Einstellgrößensollwert im Herstellungsverfahren der Folienbahn zur Beeinflussung der Qualität der Folie über einen geeigneten spezifischen Algorithmus bestimmt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Algorithmus“ ist eine eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems oder einer Klasse von Problemen. Der Algorithmus besteht aus endlich vielen, wohldefinierten Einzelschritten. Somit können sie zur Ausführung in ein Computerprogramm implementiert, aber auch in menschlicher Sprache formuliert werden. Bei der Problemlösung wird eine bestimmte Eingabe in eine bestimmte Ausgabe überführt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Anpassung der Qualitätsanforderungen einer Folienbahn automatisiert durch einen geeigneten spezifischen Algorithmus übernommen wird. So kann sichergestellt werden, dass in der Anpassung der Qualität einer Folienbahn nur systematische Fehler auftreten können. Diese können jedoch durch Anpassung des spezifischen Algorithmus abgestellt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass der Einstellgrößensollwert im Herstellungsverfahren der Folienbahn zur Beeinflussung der Qualität der Folie über einen geeigneten spezifischen Algorithmus bestimmt wird, wobei der Algorithmus eine inline-Regelabweichung, also die Differenz aus der gewünschten Qualität der Folie und der gemessenen Qualität der Folie, als Eingangsgröße verwendet.
In einer geeigneten Ausführungsform kann so ein geschlossener Regelkreis für die Anpassung der Qualität einer Folienbahn genutzt werden. Durch die Verwendung der Regelabweichung kann eine Störgröße nach einer Einschwingzeit zu Null ausgeregelt werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ermittelte Störgrößen automatisiert durch einen Regler ausgeregelt werden können. So können höchste Anforderungen an die Produktqualität eingehalten und garantiert werden.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Anpassen der Qualität einer im Blasfolienverfahren oder Gießfolienverfahren hergestellten Folienbahn, wobei die Qualität inline gemessen und angepasst wird, wobei die Qualität der Folie durch Anpassen eines Einstellgrößensollwertes derart angepasst wird, dass ein Fehlerbild eines zweiten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird, um über ein gegenüber dem Fehlerbild des zweiten Fehlers stärker werdendes Fehlerbild eines ersten Fehlers auf das Maß des ersten Fehlers rückzuschließen.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Fehler“ ist die Abweichung eines Zustands, der bezüglich des gewünschten Zustands festgelegt ist. Hier wird insbesondere ein Fehler in der optischen Eigenschaft der Folienbahn gemeint. Ein Fehler beschreibt also eine Abweichung von der gewünschten optischen Eigenschaft der Folienbahn.
Ein „Fehlerbild“ ist eine zweidimensionale oder dreidimensionale Repräsentation eines Fehlers.
Der Stand der Technik sah bislang vor, dass ein Bediener einer Anlage zum Herstellen einer Folienbahn die Qualität der hergestellten Folienbahn entsprechend gesammelter Erfahrungen durch Verstellen einer Einstellgröße einstellt. Bemerkt der Bediener während der Herstellung einer Folienbahn auftretende Qualitätsabweichungen bedient er sich erneut gemachter Erfahrungswerte und verstellt eine Einstellgröße derart, dass sich eine gewünschte Qualität der Folienbahn wiedereinstellt. Dieser Prozess wird oftmals iterativ so lange durchgeführt, bis die gewünschte Qualität der Folienbahn erreicht ist. Bei erneut auftretenden Abweichungen der Qualität beginnt der Bediener der Anlage diesen Prozess erneut. Diesen Stand der Technik kann man auch als Benutzersteuerung der Anlage zum Herstellen einer Folienbahn bezeichnen.
Abweichend wird hier vorgeschlagen die nach dem ersten Aspekt der Erfindung gewonnene systematische Abhängigkeit zum Anpassen der Qualität der Folienbahn einzusetzen, wobei ein Fehlerbild eines zweiten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird, um über ein gegenüber dem Fehlerbild des zweiten Fehlers stärker werdendes Fehlerbild eines ersten Fehlers auf das Maß des ersten Fehlers rückzuschließen.
Dabei wird eine optische Eigenschaft der Folienbahn inline mit einem Sensor bestimmt und die nach dem ersten Aspekt der Erfindung gewonnene systematische Abhängigkeit inline zur Anpassung der Qualität der Folienbahn derart eingesetzt, dass der zur Erreichung der gewünschten Qualität der Folienbahn benötigte Einstellwert der Herstellvorrichtung zur Herstellung der Folienbahn aus der systematischen Abhängigkeit hervorgeht.
Die Qualität einer Folienbahn, insbesondere die Qualität auf Basis optischer Eigenschaften einer Folienbahn, weist oftmals mehrere Fehlerbilder auf, die untereinander abhängig oder unabhängig sein können.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Faltenbild einer Folienbahn als ein Fehlerbild eines zweiten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird, um über ein gegenüber dem Faltenbild einer Folienbahn stärker werdendes Fehlerbild eines Kratzers als ein Fehlerbild eines ersten Fehlers auf das Maß des Kratzers rückzuschließen.
So ist ebenfalls konkret unter anderem denkbar, dass eine Trübung einer Folienbahn als ein Fehlerbild eines zweiten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird, um über ein gegenüber der Trübung einer Folienbahn stärker werdendes Fehlerbild eines Druckbildes als ein Fehlerbild eines ersten Fehlers auf das Maß des Druckbildes rückzuschließen.
Vorteilhaft kann durch das hier vorgeschlagene Verfahren erreicht werden, dass ein Fehlerbild eines zweiten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert werden kann, sodass das Fehlerbild eines ersten Fehlers mit einer Bestimmung einer optischen Eigenschaft der Folienbahn genauer oder gleich gut erfasst werden kann.
Bevorzugt wird die Qualität der Folie durch Anpassen eines Einstellgrößensollwertes derart angepasst, dass das Fehlerbild des ersten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Folienbahn so hergestellt werden kann, dass Fehlerbilder automatisch reduziert und/oder idealerweise vollständig reduziert werden.
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.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn, wobei eine Blasfolien- oder Gießfolienanlage betrieben wird, wobei während des Herstellverfahrens ein Verfahren nach einem ersten und/oder zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung durchgeführt wird.
Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Verfahrens zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn und/oder eines Verfahrens zum Anpassen der Qualität einer Folienbahn, wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf ein Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn, wobei eine Blasfolien- oder Gießfolienanlage betrieben wird, wobei während des Herstellverfahrens ein Verfahren nach einem ersten und/oder zweiten Aspekt der Erfindung durchgeführt wird, erstrecken.
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.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Vorrichtung einen Extruder zum Plastifizieren eines thermoplastischen Kunststoffs, eine Düse zum Austreten des Kunststoffs, eine Umlenkung und einen Wickler aufweist, wobei die Vorrichtung ein Stellglied zum inline-Beeinflussen der Qualität der Folie und eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit eine Programmierung aufweist, wobei die Programmierung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
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.
Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Verfahrens zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit zwischen einer Einstellgröße und einer optischen Eigenschaft einer Folienbahn und/oder eines Verfahrens zum Anpassen der Qualität einer Folienbahn und/oder eines Verfahrens zum Herstellen einer Folienbahn, wobei eine Blasfolien- oder Gießfolienanlage betrieben wird, wobei während des Herstellverfahrens ein Verfahren nach einem ersten und/oder zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Vorrichtung einen Extruder zum Plastifizieren eines thermoplastischen Kunststoffs, eine Düse zum Austreten des Kunststoffs, eine Umlenkung und einen Wickler aufweist, wobei die Vorrichtung ein Stellglied zum inline-Beeinflussen der Qualität der Folie und eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit eine Programmierung aufweist, wobei die Programmierung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist, erstrecken.
Bevorzugt weist die Vorrichtung ein Eigenschaftsmesssystem zum inline-Erfassen einer optischen Eigenschaft der Folienbahn aufweist.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine optische Eigenschaft einer Folienbahn inline bestimmt, ausgewertet, zur Ableitung einer systematischen Eigenschaft, zur Prozessüberwachung, insbesondere zur Qualitätsüberwachung, sowie zum Anpassen der Qualität der Folienbahn verwendet werden kann.
Optional weist die Vorrichtung ein Messgrößenmesssystem zum Bestimmen einer Messgröße des Produktionsprozesses, insbesondere einer Prozessgröße, auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Eigenschaft des Produktionsprozesses einer Folienbahn inline bestimmt, ausgewertet, zur Ableitung einer systematischen Eigenschaft, zur Prozessüberwachung, insbesondere zur Qualitätsüberwachung, sowie zum Anpassen der Qualität der Folienbahn verwendet werden kann.
Bevorzugt weist die Vorrichtung ein Einstellgrößenmesssystem zum Bestimmen einer Einstellgröße des Produktionsprozesses auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Einstellgröße der Herstellvorrichtung zur Herstellung einer Folienbahn inline bestimmt, ausgewertet, zur Ableitung einer systematischen Eigenschaft, zur Prozessüberwachung, insbesondere zur Qualitätsüberwachung, sowie zum Anpassen der Qualität der Folienbahn verwendet werden kann.
Optional weist die Vorrichtung ein Stellglied zum inline-Beeinflussen der Qualität der Folie mit segmentierten Stellzonen auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ein Stellglied zur Anpassung der Qualität einer Folienbahn verwendet werden kann.
Bevorzugt ist die Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn, insbesondere in Form einer Blasfolie oder einer Gießfolie, ausgebildet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Folienbahn auf einer geeigneten Herstellvorrichtung, insbesondere auf einer Blasfolienanlage oder einer Gießfolienanlage hergestellt werden kann.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen

1 in schematischer Ansicht eine Blasfolienanlage,
2 in schematischer Darstellung ein Datenverarbeitungssystem und
3 in schematischer Ansicht eine alternative Blasfolienanlage.

Die Blasfolienanlage 1 in 1 besteht im Wesentlichen aus einem Extruder 2, einem Blaskopf 3, einem reversierenden Wendeabzug 4, einer Behandlungsstrecke 5 und einem Wickler 6.
Der Extruder 2 fördert und plastifiziert eine Kunststoffschmelze. Der Kunststoffschmelze wird im Extruder 2 Calciumcarbonat als Additiv beigesetzt. Die Kunststoffschmelze tritt durch eine Ringspaltdüse (nicht beziffert) in einem Blaskopf 3 aus. Die austretende Kunststoffschmelze formt eine Folienblase 7 aus, welche in einer Flachlegung 8, gezogen von einem Paar Abzugswalzen 9, 10, zu einer doppelt flachgelegten Folienbahn 13 zusammengelegt wird.
Die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 wird abgezogen und weiter in den reversierenden Wendeabzug 4 geleitet.
Der reversierende Wendeabzug wird von einem Motor 11 angetrieben und führt eine Reversierbewegung 12 aus, durch welche etwaig auftretende Abweichungen im Foliendickenprofil der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 verlegt werden.
Hinter dem reversierenden Wendeabzug 4 wird die doppelt flachgelegte Folienbahn der Behandlungsstrecke 5 zugeführt, welche die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 in diesem Ausführungsbeispiel monoaxial inline in Maschinenrichtung verstreckt.
Hinter der Behandlungsstrecke 5 wird die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 dem Wickler 6 zugeführt und dort zu einem Folienwickel aufgewickelt.
Das als Additiv dem Ausgangsmaterial beigefügte Calciumcarbonat trübt die Folienbahn.
Zwischen der Behandlungsstrecke 5 und dem Wickler 6 passiert die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 ein Messsystem 14 zum Erfassen einer optischen Eigenschaft 15 der hergestellten doppelt flachgelegten Folienbahn 13.
Bei der optischen Eigenschaft 15 der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 handelt es sich hier insbesondere um den Transmissionsgrad. Konkret gibt die Transmission der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 je nach Wert, Inhomogenität und Verlauf insbesondere Aufschluss über etwaige Abweichungen bei der Verstreckung, im Foliendickenprofil oder der Homogenität der Schmelze.
Die Transmission der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 wird mit einem Durchlichtverfahren bestimmt. Dabei wird Licht auf die doppelt flachgelegten Folienbahn 13 projiziert und aus dem reflektierten Teil des Lichts die Transmission bestimmt.
Dabei können unterschiedliche Lichtarten zum Einsatz kommen. Denkbare Lichtarten sind insbesondere Laserlicht und/oder Weißlicht und/oder LED-Licht und/oder Infrarotlicht. Denkbar sind jedoch auch jegliche anderen Lichtarten.
Die optische Eigenschaft 15 der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 wird gemeinsam mit einem Reversierwinkel 16 des reversierenden Wendeabzugs 4 einer Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit 17 zugeführt.
Die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit 17 ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens, hier insbesondere einer Einstellgröße der Ringspaltdüse des Blaskopfes 3, und einer optischen Eigenschaft 15 der hergestellten doppelt flachgelegten Folienbahn 13 sowie ein Verfahren zum Anpassen der Qualität der hergestellten doppelt flachgelegten Folienbahn 13 durchzuführen, wobei die Qualität inline gemessen und mittels einer Steuerung einer Einstellgröße der Ringspaltdüse des Blaskopfes 3 angepasst wird.
Dabei werden die Qualitätseinflüsse mit einem entsprechenden Algorithmus aus der bestimmten die Folienqualität beschreibenden optischen Eigenschaft 15 bewertet, wobei eine systematische Abhängigkeit der beteiligten Parameter gebildet und zur Anpassung der Folienqualität der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 eingesetzt wird.
Ein Datenverarbeitungssystem 20 für eine Anlage zum Herstellen einer Folienbahn bestehend aus einer Datenbank 30, einem Messsystem 40 zum Bestimmen einer optischen Folieneigenschaft einer Folie, einem Einstellgrößensystem 50 zum Überwachen, Aufzeichnen und Verstellen einer Einstellgröße und einer Datenerfassungs- und -auswerteeinheit ist in 2 schematisch dargestellt.
Das Einstellgrößensystem 50 ist mit der Ringschlitzdüse einer Blasfolienanlage verbunden. Die Einstellgrößen sind die in Verstellsektoren eingeteilten Schlitzbreiten 51, 52 der Ringschlitzdüse mit den Einstellwerten 55, 56. Die in dem Datenelement des Einstellgrößensystems 50 dargestellten Punkte verdeutlichen, dass es eine Vielzahl von Verstellsektoren geben kann. Beispielhaft werden hier zwei Verstellsektoren betrachtet.
Die aufgezeichneten Daten des Einstellgrößensystems 50 werden an die Datenbank 30 weitergeleitet.
Das Messsystem 40 bestimmt in Messsektoren 41, 42 die optischen Eigenschaften 45, 46 der Folienbahn. Die in dem Datenelement des Messsystems 40 dargestellten Punkte verdeutlichen, dass es eine Vielzahl von Messsektoren geben kann. Beispielhaft werden hier zwei Messsektoren betrachtet.
Die aufgezeichneten Daten des Messsystems 40 werden an die Datenbank 30 weitergeleitet.
Die Datenbank 30 ordnet die Daten und weist sie Bezug aufeinander nehmend Datenpunkten (55, 45), (55, 46), (56, 45), (56, 46) zu. Diese Datenpunkte werden fortlaufend gespeichert.
Die Datenerfassungs- und -auswerteeinheit 60 kann auf die Datenelemente der Datenbank 30 zugreifen.
Die Datenerfassungs- und -auswerteeinheit 60 führt mit den Datenelementen der Datenbank 30 ein Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße mit den entsprechenden Einstellwerten 55, 56 des Herstellverfahrens und den optischen Eigenschaften 45, 46 der hergestellten Folienbahn durch.
Die resultierende systematische Abhängigkeit wird ebenfalls in der Datenbank 30 gespeichert (hier nicht dargestellt).
Weiterhin führt die Datenerfassungs- und -auswerteeinheit 60 ein Verfahren zum Anpassen der Qualität einer Folienbahn durch. Dabei nutzt die Datenerfassungs- und -auswerteeinheit 60 die inline gemessenen optischen Eigenschaften 45, 46 der Folienbahn, vergleicht sie mit den Qualitätsvorgaben für die optischen Eigenschaften der Folienbahn und führt bei Abweichungen von der geforderten Qualität das Verfahren zum Anpassen der Qualität der Folienbahn durch.
Das Verfahren zum Anpassen der Qualität der Folienbahn nutzt die systematische Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße mit den entsprechenden Einstellwerten 55, 56 des Herstellverfahrens und den optischen Eigenschaften 45, 46 der hergestellten Folienbahn. Dabei werden die Einstellwerte 55, 56 entsprechend der systematischen Abhängigkeit in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften 45, 46 angepasst.
Um diese Anpassung vornehmen zu können, kommuniziert die Datenerfassungs- und -auswerteeinheit 60 mit dem Einstellgrößensystem 50, welches die Anpassung der Einstellwerte 55, 56 durchführt und überwacht.
Die Blasfolienanlage 70 in 3 besteht im Wesentlichen aus einem Extruder 71, einem Blaskopf 72, einer Flachlegung 73, einer Behandlungsstrecke 74, einem reversierenden Wendeabzug 75, wahlweise einer Schlitzvorrichtung 76 oder einer Besäumstation 77, einem ersten Wickler 78, einem zweiten Wickler 79, einem ersten Messsystem 86, einem zweiten Messsystem 87 und einer Datenerfassungs- und -auswerteeinheit 88.
Der Extruder 71 fördert und plastifiziert im Betrieb der Blasfolienanlage 70 eine Kunststoffschmelze, welche in den Blaskopf 72 gefördert wird.
Der Blaskopf 72 weist eine in Stellsegmente (nicht dargestellt) aufgeteilten Ringspaltdüse 80 auf.
Die aus dem Blaskopf 72 austretende Kunststoffschmelze formt eine Folienblase 81 aus, welche eine Achse 82 aufweist und in der Flachlegung 73 zu einer doppelt flachgelegten Folienbahn 83 zusammengelegt wird.
Die doppelt flachgelegte Folienbahn 83 wird von einem Abzugswalzenpaar 84, 85 abgezogen und weiter in die Behandlungsstrecke 74 geleitet.
Die Behandlungsstrecke 74 verstreckt die doppelt flachgelegte Folienbahn 83. Nach der Behandlungsstrecke 74 läuft die doppelt flachgelegte Folienbahn 83 in Maschinenrichtung weiter in den reversierenden Wendeabzug 75.
Hinter dem reversierenden Wendeabzug 75 passiert die doppelt flachgelegte Folienbahn 83 wahlweise eine Schlitzvorrichtung 76 oder eine Besäumstation 77.
Die Schlitzvorrichtung 76 schlitzt die doppelt flachgelegte Folienbahn 83 in den oder in der direkten Nähe der beiden Falzkanten auf, sodass aus der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 zwei aufeinandergelegte Folienbahnen 89, 90 werden.
Die alternativ zum Einsatz kommende Besäumstation 77 schneidet in der Nähe der beiden Falzen der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 jeweils einen Randstreifen der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 ab, sodass aus der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 zwei aufeinandergelegte Folienbahnen 89, 90 werden. Bei der Verwendung einer Besäumstation 77 werden die Randstreifen (nicht abgebildet) mit einer Randstreifenabführung (nicht abgebildet) abgeführt.
Hinter der wahlweise zum Einsatz kommenden Schlitzvorrichtung 76 oder Besäumstation 77 werden die aufeinandergelegten Folienbahnen 89, 90 von einander separiert und durchlaufen anschließend ein Messsystem 86, 87 zum Erfassen einer optischen Eigenschaft 91, 92 der hergestellten Folienbahnen 89, 90 und werden schließlich je einem Wickler 78, 79 zugeführt und dort zu je einem Folienwickel aufgewickelt.
Als Alternative zum Einsatz von zwei Messsystemen 86, 87 kann bei geringen zeitlichen Veränderungsraten der optischen Eigenschaft 93 der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 lediglich ein Messsystem 86 zum Erfassen einer optischen Eigenschaft 91 der hergestellten Folienbahn 89 eingesetzt werden, da diese durch die Verlegung der Falzen (nicht abgebildet) durch den reversierenden Wendeabzug 75 um jeweils 180° bezogen auf den Umfangswinkel (nicht abgebildet) der Folienblase 81 der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 bei geringen zeitlichen Veränderungsraten der optischen Eigenschaft 93 repräsentativ für die optische Eigenschaft 93 der doppelt flachgelegten Folienbahn 83 ist.
Bei der optischen Eigenschaft 91, 92 der hergestellten Folienbahnen 89, 90 handelt es sich hier insbesondere um den Transmissionsgrad. Konkret gibt die Transmission der Folienbahn 89, 90 je nach Wert, Inhomogenität und Verlauf insbesondere Aufschluss über etwaige Abweichungen bei der Verstreckung, im Foliendickenprofil oder der Homogenität der Schmelze.
Die Transmission der Folienbahnen 89, 90 wird mit einem Durchlichtverfahren bestimmt. Dabei wird Licht auf die Folienbahn 89,90 projiziert und aus dem reflektierten Teil des Lichts die Transmission bestimmt.
Dabei können unterschiedliche Lichtarten zum Einsatz kommen. Denkbare Lichtarten sind insbesondere Laserlicht und/oder Weißlicht und/oder LED-Licht und/oder Infrarotlicht. Denkbar sind jedoch auch jegliche anderen Lichtarten.
Die optische Eigenschaft 91, 92 der Folienbahnen 89, 90 wird gemeinsam mit einem Reversierwinkel 94 des reversierenden Wendeabzugs 75 und einem Behandlungsstreckenwinkel 95 der Behandlungsstrecke 74 einer Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit 88 zugeführt.
Die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit 88 ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens, hier insbesondere einer Einstellgröße der Ringspaltdüse 80 des Blaskopfes 72, und einer optischen Eigenschaft 91, 92 der hergestellten Folienbahn 89, 90 sowie ein Verfahren zum Anpassen der Qualität der hergestellten Folienbahn 89, 90 durchzuführen, wobei die Qualität inline gemessen und mittels einer Steuerung einer Einstellgröße der Ringspaltdüse 80 des Blaskopfes 72 angepasst wird.
Dabei werden die Qualitätseinflüsse mit einem entsprechenden Algorithmus aus der bestimmten die Folienqualität beschreibenden optischen Eigenschaft 91, 92 bewertet, wobei eine systematische Abhängigkeit der beteiligten Parameter gebildet und zur Anpassung der Folienqualität der Folienbahn 89, 90 eingesetzt wird.
Bezugszeichenliste

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: Messsystem
15: Optische Eigenschaft
16: Reversierwinkel
17: Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit
20: Datenverarbeitungssystem
30: Datenbank
40: Messsystem
41: Messsektor
42: Messsektor
45: Optische Eigenschaft
46: Optische Eigenschaft
50: Einstellgrößensystem
51: Schlitzbreite
52: Schlitzbreite
55: Einstellwert
56: Einstellwert
60: Datenerfassungs- und -auswerteeinheit
70: Blasfolienanlage
71: Extruder
72: Blaskopf
73: Flachlegung
74: Behandlungsstrecke
75: reversierender Wendeabzug
76: Schlitzvorrichtung
77: Besäumstation
78: Wickler
79: Wickler
80: Ringspaltdüse
81: Folienblase
82: Achse
83: doppelt flachgelegte Folienbahn
84: Abzugswalze
85: Abzugswalze
86: Messsystem
87: Messsystem
88: Datenerfassungs- und -auswerteeinheit
89: Folienbahn
90: Folienbahn
91: optische Eigenschaft
92: optische Eigenschaft
93: optische Eigenschaft
94: Reversierwinkel
95: Behandlungsstreckenwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3107701 C2 [0012, 0122]
DE 4033974 C2 [0013, 0122, 0126]
DE 4118122 A1 [0014, 0122, 0127]
DE 4235163 A1 [0015, 0122]
WO 2007/107147 [0016, 0122]
DE 102013100866 A1 [0017]
DE 102015006891 A1 [0018, 0122]

Claims

Verfahren zum indirekten Ableiten einer systematischen Abhängigkeit bei einem Blasfolien- oder Gießfolien-Herstellverfahren einer Folienbahn zwischen einer Einstellgröße des Herstellverfahrens und einer optischen Eigenschaft der hergestellten Folienbahn, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Eigenschaft der Folienbahn als ein erster Parameter des Verfahrens mittels eines Sensors inline an der hergestellten Folienbahn bestimmt wird, ein zweiter Parameter des Verfahrens, insbesondere ein Parameter der Herstellvorrichtung aus der Herstellung der Folienbahn, insbesondere die Einstellgröße des Produktionsprozesses, bestimmt wird, ein Datenerfassungssystem die ermittelten Parameter bei Bedarf digitalisiert und aufzeichnet, die bestimmten Parameter auf einander Bezug nehmend in einer Datenbank geordnet gespeichert werden und aus den in der Datenbank gespeicherten Daten systematisch die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit der Parameter in Form einer ein Bestimmtheitsmaß aufweisenden Kurve bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit der Parameter durch einen Einstellbereich bestimmt wird, der in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes für die optische Eigenschaft der Folienbahn steht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit in Form einer Hüllkurve bestimmt wird, welche in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes für die optische Eigenschaft der Folienbahn steht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messgröße, welche eine geometrische oder funktionale Eigenschaft der Folienbahn beschreibt und die eine Abhängigkeit zu einer optischen Eigenschaft aufweist, mittels eines optischen Sensors als ein dritter Parameter des Verfahrens bestimmt wird, wobei der bestimmte Parameter Bezug nehmend auf die nach Anspruch 1 erfassten Parameter geordnet in einer Datenbank gespeichert wird und wobei aus den in der Datenbank gespeicherten Daten systematisch eine spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messgröße mittels eines Sensors als ein weiterer Parameter des Verfahrens bestimmt wird, insbesondere eine Prozessgröße aus der räumlichen Umgebung des Herstellverfahrens oder dem Herstellverfahren der Folienbahn, insbesondere keine Einstellgröße, wobei der bestimmte Parameter Bezug nehmend auf die nach einem der vorstehenden Ansprüche erfassten Parameter geordnet in einer Datenbank gespeichert wird und aus den in der Datenbank gespeicherten Daten systematisch eine spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür Daten aus einer bereits vorhandenen Datenbank verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür eine bereits vorhandene Datenbank fortlaufend erweitert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür nur Daten einer spezifischen Herstellvorrichtung verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen identischer Gattung zur Herstellung von Folienbahnen verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen abweichender Gattung zur Herstellung von Folienbahnen verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen zur Herstellung von Folienbahnen eines Produzenten und/oder vieler Produzenten verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern systematisch abgeleitet wird und dafür Daten von einer Vielzahl Herstellvorrichtungen zur Herstellung von Folienbahnen mit einer Datenwolke synchronisiert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern heuristisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern mathematisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern mit einem Optimierungsverfahren bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Abhängigkeit zwischen den Parametern mit einem selbstlernenden Optimierungsverfahren bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messgröße optische Eigenschaften der Folienbahn bestimmt, insbesondere den Glanzgrad der Folie und/oder die Trübung der Folie und/oder die Transparenz der Folie und/oder die optische Dichte der Folie und/oder den Reflexionsgrad der Folie und/oder den Transmissionsgrad der Folie und/oder das Druckbild der Folie und/oder das Faltenbild der Folie und/oder etwaige Kratzer auf der Folie und/oder die Oberflächentopographie der Folie und/oder die Schichtdicken der Folie und/oder die Einzelschichtdicken der Folie und/oder die Spannung innerhalb der Folie.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messgröße funktionale Eigenschaften der Folienbahn in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften bestimmt, insbesondere die verwendeten Rohstoffe und/oder die Anteile der einzelnen Rohrstoffe und/oder den Anteil des Recyclat und/oder die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie und/oder die Atmungsaktivität der Folie und/oder die Barriereeigenschaften der Folie und/oder die Verstreckrate der Folie und oder die Planlage der Folie und/oder die Dicke der Folie und/oder das Profil der Folie und/oder die Klebrigkeit der Folie und/oder die Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses und/oder die Molekülorientierung der Folie.
Verfahren zum Anpassen der Qualität einer im Blasfolienverfahren oder Gießfolienverfahren hergestellten Folienbahn, wobei die Qualität inline gemessen und angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Eigenschaft der Folienbahn mittels eines Sensors inline an der hergestellten Folienbahn bestimmt wird, und ein Einstellgrößensollwert anhand der bestimmten optischen Eigenschaft inline angepasst wird, wobei das Anpassen der Einstellgröße durch Verstellen eines Stellglieds erfolgt, wobei der Einstellgrößensollwert zur bestimmten optischen Eigenschaft durch eine systematische Abhängigkeit beschrieben wird, die bevorzugt mit einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 19 bestimmt ist und durch das Anpassen der Einstellgröße die Qualität der Folienbahn derart verändert wird, dass eine gewünschte Eigenschaft in ihrer Ausprägung verstärkt und/oder eine ungewünschte Eigenschaft in ihrer Ausprägung reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn eine geometrische Eigenschaft aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn eine optische Eigenschaft aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn eine funktionale Eigenschaft aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folie inline angepasst wird und dass sie der gewünschten Qualität der Folienbahn entspricht, also keine messbaren Störgrößen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Qualität der Folienbahn manuell vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Qualität der Folienbahn automatisch vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Messgröße, welche insbesondere optische Eigenschaften der Folienbahn erfassen, als Parameter des Verfahrens mittels eines oder mehrerer Sensoren inline an der hergestellten Folienbahn gemessen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die systematische Abhängigkeit, welche die Einstellgröße in Abhängigkeit zur Messgröße beschreibt, die Verfahrensparameter der Folienherstellung berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße der Qualität der Folienbahn mit einem optischen Messsystem bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße der Qualität der Folienbahn auf Basis der optischen Eigenschaften der Folie gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn mit der Düseneinheit, insbesondere einer Ringdüse im Blaskopf bei einer Blasfolienanlage oder einer Breitschlitzdüse bei einer Gießfolienanlage, verstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn durch die Rezeptur der Kunststoffschmelze verstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn durch die Verstreckung der Folie verstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folienbahn mit einer Nachbehandlungsstrecke verstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eigenschaftsmesssystem optische Eigenschaften der Folienbahn bestimmt, insbesondere den Glanzgrad der Folie und/oder die Trübung der Folie und/oder die Transparenz der Folie und/oder die optische Dichte der Folie und/oder den Reflexionsgrad der Folie und/oder den Transmissionsgrad der Folie und/oder das Druckbild der Folie und/oder das Faltenbild der Folie und/oder etwaige Kratzer auf der Folie und/oder Stippen und/oder die Oberflächentopographie der Folie und/oder die Schichtdicken der Folie und/oder die Einzelschichtdicken der Folie und/oder die Schichtverschiebung einer Folie und/oder die Spannung innerhalb der Folie.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Eigenschaftsmesssystem funktionale Eigenschaften der Folienbahn in Abhängigkeit der optischen Eigenschaften bestimmt, insbesondere die verwendeten Rohstoffe und/oder die Anteile der einzelnen Rohrstoffe und/oder den Anteil des Recyclats und/oder die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie und/oder die Atmungsaktivität der Folie und/oder die Barriereeigenschaften der Folie und/oder die Verstreckrate der Folie und/oder die Planlage der Folie und/oder die Dicke der Folie und/oder das Profil der Folie und/oder die Klebrigkeit der Folie und/oder die Gleichmäßigkeit des Reckergebnisses und/oder die Molekülorientierung der Folie.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellgrößensollwert im Herstellungsverfahren der Folienbahn zur Beeinflussung der Qualität der Folie über einen geeigneten spezifischen Algorithmus bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellgrößensollwert im Herstellungsverfahren der Folienbahn zur Beeinflussung der Qualität der Folie über einen geeigneten spezifischen Algorithmus bestimmt wird, wobei der Algorithmus eine inline-Regelabweichung, also die Differenz aus der gewünschten Qualität der Folie und der gemessenen Qualität der Folie, als Eingangsgröße verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folie durch Anpassen eines Einstellgrößensollwertes angepasst wird, indem ein Fehlerbild eines zweiten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird, um über ein gegenüber dem Fehlerbild des zweiten Fehlers stärker werdendes Fehlerbild eines ersten Fehlers auf das Maß des ersten Fehlers rückzuschließen.
Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Folie durch Anpassen eines Einstellgrößensollwertes angepasst wird, indem das Fehlerbild des ersten Fehlers - insbesondere vollständig - reduziert wird.
Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn, wobei eine Blasfolien- oder Gießfolienanlage betrieben wird, wobei während des Herstellverfahrens ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Vorrichtung einen Extruder zum Plastifizieren eines thermoplastischen Kunststoffs, eine Düse zum Austreten des Kunststoffs, eine Umlenkung und einen Wickler aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Stellglied zum inline-Beeinflussen der Qualität der Folie und eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit eine Programmierung aufweist, wobei die Programmierung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Eigenschaftsmesssystem zum inline-Erfassen einer optischen Eigenschaft der Folienbahn aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Messgrößenmesssystem zum Bestimmen einer Messgröße des Produktionsprozesses, insbesondere einer Prozessgröße, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Einstellgrößenmesssystem zum Bestimmen einer Einstellgröße des Produktionsprozesses aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Stellglied zum inline-Beeinflussen der Qualität der Folie mit segmentierten Stellzonen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Herstellen einer Folienbahn, insbesondere in Form einer Blasfolie oder einer Gießfolie, ausgebildet ist.