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Die Erfindung betrifft eine Blasfolienanlage zur Herstellung einer Folienbahn nach dem Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Folienbahn nach dem Patentanspruch 2.
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Die Blasfolienextrusion, bei der die Folie mittels eines Flüssigkeitsbades gekühlt wird, ist seit vielen Jahren bekannt. Im Vergleich zur weitaus häufiger verwendeten Blasfolienextrusion mit Luftkühlung lassen sich Folien mit anderen Eigenschaften herstellen. Allen voran ist mit einem Flüssigkeitsbad eine schnellere Wärmeabfuhr aus der Folie erreichen, so dass diese schneller abkühlt als bei einer Luftkühlung. Dadurch ist es möglich, eine amorphere Folienstruktur zu erhalten. Bei einer langsameren Abkühlung treten häufiger Kristallisierungen des Kunststoffmaterials in der Folie auf, was unter anderem zu einer verringerten Transparenz der Folie führen kann. Es lässt sich wegen der schnelleren Kühlung, die mit einer Flüssigkeitskühlung möglich ist, auch eine dickere Folie herstellen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Blasfolienanlage mit einer Flüssigkeitskühlung und ein entsprechendes Verfahren derart weiterzubilden, dass sich Folien mit zahlreichen weiteren Eigenschaften herstellen lassen beziehungsweise deren Eigenschaften sich in einem großen Varianzbereich ändern lassen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Blasfolienanlage zur Herstellung einer Folienbahn gemäß Anspruch 1. in der folgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele und weitere Konkretisierungen der Erfindung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Blasfolienanlage ist zumindest ausgestattet mit:
- • wenigstens einem Extruder zur Bereitstellung eines schmelzeförmigen Kunststoffes
- • einem Blaskopf mit einem umlaufenden Düsenspalt, mit welchem der schmelzeförmige Kunststoff zu einer aus dem Düsenspalt austretenden Folienblase umwandelbar ist,
- • mit wenigstens einer Flüssigkeitskühleinrichtung zur Kühlung der Folienblase, wobei mit der Flüssigkeitskühleinrichtung auf den Außenumfang und/oder auf den Innenumfang der Folienblase eine Flüssigkeit gebbar ist,
- • mit einer Flachlegeeinrichtung, mit welcher die Folienblase zu einer doppellagigen Folienbahn umformbar ist, wobei die beiden Lagen sich zumindest teilweise und insbesondere im Wesentlichen vollflächig berühren,
- • einer wenigstens einer Streckeinrichtung zum Strecken der Folienbahn in Längsrichtung.
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Eine Blasfolie, die mit einer Flüssigkeitskühleinrichtung gekühlt worden sind, sind, wie bereits beschrieben wurde, amorpher und lassen sich daher besser strecken als Folien, die in einer Blasfolienanlage mit einer Luftkühlung hergestellt werden können. Damit werden unter Anderem wichtige Vorteile erzielt. Wegen der besseren Streckbarkeit lassen sich gleichmäßigere Folieneigenschaften erzielen. Weiterhin sind höhere Streckgrade möglich, d.h. die Folie lässt sich gegenüber der ursprünglichen Länge deutlich länger Strecken als Folien aus einer Blasfolienanlage mit einer Luftkühlung. Größere Streckgrade führen unter anderem zu einer besseren Planlage der Folie. Ferner können durch das Strecken derartiger Folien steifere Folien erzielt werden. Die Steifigkeit von Folien ist für verschiedene Nachfolgeverarbeitungen der Folie besonders wichtig.
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Die Erzeugung amorpherer Folien aufgrund einer Flüssigkeitskühlung führt ferner dazu, dass das in Streckanlagen stets auftretende Neck-In reduzierbar ist. Neck-In bezeichnet die Verschmälerung der Folie aufgrund des Streckens im Streckspalt (Reckspalt = Weg zwischen einem ersten Walzenpaar und einem zweiten Walzenpaar, dessen Walzen mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden als die Walzen des ersten Walzenpaares). Es lassen sich auch höhere Streckgeschwindigkeiten realisieren, was dazu führt, dass kleinere Streckspalte verwendbar sind im Vergleich zu luftgekühlten Folien. Ein kleinerer Streckspalt führt zu einem reduzierten Neck-In. Neck-In ist später von einer Folie abzutrennen, da dieser zu einer ungleichmäßigen Breite der Folienbahn führen kann und außerdem in den Randbereichen zu starken Abweichungen der Foliendicke von der durchschnittlichen Foliendicke führt.
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Insbesondere bei Folien mit Barriereschichten sind diese Schichten hart und steif und lassen sich mit einer erfindungsgemäßen Blasfolienanlage ebenfalls besser strecken als einer Blasfolienanlage mit einer Luftkühlung. Dies ermöglicht eine höhere Barrierewirkung einer Barriereschicht. Zum Beispiel wird ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) beim Strecken kristallin und hat dadurch, bezogen auf die Schichtdicke eine höherer Barrierewirkung als bei gleichartigen Folien, die mit einer Luftkühlung hergestellt wurden.
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Der negative Einfluss von Stippen, die zum Abriss der Folie während des Streckens auftreten kann, wird durch die gleichmäßigere Ausstreckung der Folie verringert.
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Da aufgrund einer Flüssigkeitskühlung auch dickerer Folien herstellbar sind, können diese nun auch erfindungsgemäß inline in einer Streckeinrichtung gestreckt werden. Dies war zuvor in Blasfolienanlagen mit Luftkühlung nicht möglich.
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Eine Flüssigkeitskühlvorrichtung kann dabei die Folienblase umschließen und ein Flüssigkeitsreservoir umfassen, welches eine Flüssigkeit zwischen die Innenwandung der Flüssigkeitskühlvorrichtung und dem Außenumfangs der Folienblase leitet. Analog kann stattdessen oder zusätzlich eine innerhalb der Folienblase angeordnete Flüssigkeitskühlvorrichtung vorgesehen sein. Generell kann als Flüssigkeit zum Kühlen der Folienblase ist wegen der einfachen Handhabbarkeit und Verfügbarkeit Wasser vorgesehen sein.
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Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass in Bezug auf die Richtung der Schwerkraft der Blaskopf oberhalb der Flüssigkeitskühlvorrichtung angeordnet ist. Somit ist die Folienblase in Richtung der Schwerkraft transportierbar, so dass auch die Flüssigkeit nicht in eine bestimmte Richtung gefördert werden muss, sondern auch nach unten abfließen kann. In Richtung der Schwerkraft fügt sich noch vorzugsweise die Flachlegeeinrichtung an.
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Vorteilhaft ist es, wenn sich in Transportrichtung der Folie der Flachlegeeinrichtung noch eine Abquetscheinrichtung anschließt, die die Lagen der doppellagige Folienbahn stark aneinander drückt, damit ein Gas, das sich innerhalb der Folienblase befindet, nicht zwischen den Lagen des doppellagigen Folienschlauchs verbleibt und insbesondere zum Unzulänglichkeiten im Streckprozess führt.
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Weiterhin kann es vorgesehen sind, wenn sich in Transportrichtung der Folie der Flachlegeeinrichtung und insbesondere der Abquetscheinrichtung noch eine Reversiereinrichtung anschließt, diese hat die Aufgabe, die beiden Lagen des doppellagigen Folienschlauches gegeneinander zu verschieben, so dass Dick- oder Dünnstellen, die nicht beseitigbar sind, auf einem späteren Wickel hin und her laufen, so dass dennoch ein möglichst idealer Wickel entsteht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist Schlauchöffnungs- und Umschlageinrichtung vorgesehen. Diese ist in Transportrichtung der Folienbahn der Flachlegeeinrichtung nachgeordnet und der Streckeinrichtung vorgeordnet. Diese Schlauchöffnungs- und Umschlageinrichtung umfasst zunächst eine Trenneinrichtung, mit welcher eine Längskante mit welcher die zwei Lagen der Folienbahn auftrennbar ist, so dass die beiden Lagen nur noch über die zweite Längskante miteinander verbunden sind. Nach dem Trennen wird eine der Lage mittels Leiteinrichtungen um die zweite Längskante umgeschlagen, so dass aus der doppellagigen Folienbahn eine einlagige Folienbahn entsteht, welche nun jedoch insbesondere die doppelte Breite aufweist. Anschließend ist diese Folienbahn in der Streckeinrichtung streckbar. Auf diese Weise kann der Materialverlust durch das Neck-In reduziert werden. Der Absolutwert des Neck-Ins hängt lediglich vom Streckverhältnis ab und nicht von der Breite. Das bedeutet, dass bezogen auf die Gesamtbreite der Folienbahn der Anteil des Neck-Ins reduziert ist, so dass insgesamt die Abfallmenge um die Hälfte reduziert werden kann. Diese Vorgehensweise führt in einer Blasfolienanlage mit einer Flüssigkeitskühlung zu einer besseren Folienqualität, da bei einer amorpheren Folie die zweie Längskante stabiler ist und beispielsweise nicht zum Reißen neigt während des Umklappens.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Flüssigkeit über den Umfang der Blasfolie unterschiedlich temperiert werden. Damit kann die Blasfolie über ihren Umfang unterschiedlich temperiert werden. Bereiche, die im Vergleich zur mittleren Abkühlrate schneller gekühlt werden, werden entsprechend schneller verfestigt und ändern ihre Dicke kaum noch. Bereiche, die jedoch langsamer gekühlt werden, können weiter „zerfließen“, so dass sich in diesen Bereichen die lokale Dicke reduziert. Somit kann auf einfache Weise das Dickenprofil der Blasfolie beeinflusst werden. Insbesondere im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäß vorgesehenen Streckanlage kann hier an Stellen, an denen später die mit dem Neck-In zusammenhängenden Aufdickungen auftreten, die Foliendicke zu reduzieren, um nach der Aufdickung die gewünschte Foliendicke zu erzielen. Dies hilft nochmals, die Abfallmenge zu reduzieren, da der spätere Randbeschnitt verringert werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, auch in Transportrichtung vor oder nach der Flüssigkeitskühleinrichtung Folientemperiergeräte vorzusehen. Insbesondere können hier Infrarotstrahler vorgesehen sein, welche die Folie insbesondere an ihren späteren Längskanten bestrahlen können, so dass hier die Folie dünner wird. Auch eine zusätzliche Beaufschlagung mit temperiertem Wasser oder temperierter Luft, insbesondere im Bereich der späteren Längskanten der Folien, kann den oben beschriebenen Effekt hervorrufen.
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Die Streckeinrichtung kann sich in Transportrichtung der Folienbahn der Reversiereinrichtung anschließen und einer Wickeleinrichtung vorgeordnet sein. In diesem Fall ist die Streckeinrichtung stationär und kann daher auf einfache Weise mit Energie und Kühlflüssigkeiten versorgt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann sich die Streckeinrichtung der Flachlegeeinrichtung direkt anschließen. Nachfolgend gelangt die Folie erst in eine vorgesehene Reversiereinrichtung. In diesem Fall kann die noch warme Folie einfacher gestreckt werden, jedoch muss auch die Streckeinrichtung reversierend gelagert sein.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Schneid- oder Punktiereinrichtung, die stromaufwärts der Streckeinrichtung anordenbar ist, vorgesehen ist, mit welcher sich die Folie insbesondere im Bereich nahe der Längskanten schneid- oder punktierbar ist. Damit kann ein eventuell zwischen den Lagen der doppellagigen Folienbahn noch eingeschlossenes Gas entweichen, was zu einem verbesserten Ergebnis des Streckprozesses führt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Profilmesseinrichtung vorgesehen, mit welcher sich ein Dickenprofil der Folienbahn zumindest teilweise über ihre Quererstreckung erstellen lässt. Eine solche Profilmesseinrichtung kann stromaufwärts und/oder stromabwärts der Streckeinrichtung vorgesehen sein. Ist in der Streckeinrichtung die doppellagige Folienbahn gestreckt worden und wird diese später zu zwei einzelnen Lagen aufgeteilt, um diese separat aufzuwickeln, ist es vorteilhaft zumindest eine weitere Profilmesseinrichtung vorzusehen, mit welcher von wenigstens einer der einzelnen Lagen ein Dickenprofil messbar ist.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Profilmesseinrichtung über mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung verbunden ist, welche ihrerseits die Temperiereinrichtungen der Flüssigkeitskühleinrichtung und/oder die Folientemperiergeräte ansteuert, so dass ein Profilregelkreis erzeugt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass Flüssigkeitskühleinrichtung einen von einer Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. Insbesondere kann der Querschnitt ellipsenförmig sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Blasfolienanlage und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
- 1 Schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
- Blasfolienanlage
- 2 Darstellung einer Streckeinrichtung
- 3 Darstellung einer Wickelvorrichtung
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Folienbahn. Eine Folienblase 2 wird durch einen ringförmigen Düsenpalt des Blaskopfes 3 in Richtung z, insbesondere in Richtung der Schwerkraft nach unten, extrudiert. Durch eine nicht gezeigte Zuführleitung wird in der Regel ein Gas in das Innere des Folienschlauches 2 geführt, welches einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck aufweist. Aus diesem Grunde weitet sich der Folienschlauch bei seinem Transport in Richtung z zunächst weiter auf. Aufgrund des Gasinhalts des Folienschlauches wird hier von einer Folienblase gesprochen. Das Aufweiten nimmt erst bei Einlauf des Folienschlauches in eine Flüssigkeitskühleinrichtung 4, der ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung 1 ist, ein Ende. Hier ist die radiale Ausdehnungsmöglichkeit des Folienschlauches durch die Innenwand 5 begrenzt. Oft verfestigt sich der Folienschlauch nach Einlauf in die Vorrichtung zu einem kristallinen oder teilkristallinen Verbund. Dies erfolgt durch Abkühlung unterhalb des Schmelzpunktes des Materials des Folienschlauches. Die umlaufende Linie, die durch die Punkte des Übergangs von geschmolzen zu fest festgelegt ist, wird als Frostlinie 6 bezeichnet. Die Flüssigkeitskühleinrichtung 4 umfasst ein Flüssigkeitsreservoir 7, wobei die Flüssigkeit entlang des Pfeiles 8 in den Bereich zwischen der Innenwand 5 und dem Außenumfang der Folienblase 2 gelangen kann, um die Folienblase zu kühlen.
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Nach dem Passieren der Flüssigkeitskühleinrichtung 4 gelangt die Folienblase 2 in den Wirkbereich einer Flachlegevorrichtung 9, in der der kreisrunde Folienschlauch zunächst in einen ellipsenförmigen Querschnitt mit einer zunehmenden Exzentrizität überführt wird, bis er schließlich im Einflussbereich der Abquetscheinrichtung zwei aufeinander liegende Folienbahnen, die an ihren Seitenkanten miteinander verbunden sind, bildet. Mit anderen Worten liegt nun eine doppellagige Folienbahn 24 vor.
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Die Flachlegeeinrichtung 9 ist drehbar angeordnet, wobei die Drehachse im Wesentlichen mit der Schlauchachse 11, die in der 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, fluchtet. Die Drehbarkeit der Flachlegeeinrichtung ist mit dem Pfeil 12 angedeutet.
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Der Ring 4 kann ist in verschiedene Umfangsabschnitte unterteilt. Jeder Umfangsabschnitt der Flüssigkeitskühleinrichtung 4 kann in der Lage sein, die Folienblase mit einem über den Umfang der Folienblase unterschiedlichen Volumenstrom (Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit) und/oder mit einem Flüssigkeitsstrom mit einer über den Umfang des Folienschlauches variierenden Temperatur zu beaufschlagen. Als Flüssigkeit ist bevorzugt Wasser vorgesehen. Damit kann der dem betreffenden Umfangsabschnitt der Flüssigkeitskühleinrichtung zugeordnete Umfangsabschnitt des Folienschlauches individuell temperiert, insbesondere geringer gekühlt oder sogar erwärmt, werden. Die Umfangsabschnitte des Folienschlauches, die aufgrund der geringeren kühlenden Einwirkung der Flüssigkeitskühleinrichtung stark „zerfließen“ bilden eine Dünnstelle 13 aus. Bei einer größeren Kühlwirkung wird dagegen ein Zerfließen verringert, so dass hier Dickstellen ausgebildet werden. Dickstellen und Dünnstellen haben im Vergleich zur durchschnittlichen Dicke des Folienschlauches eine größere beziehungsweise geringere Dicke.
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Damit die Dünnstelle immer an einer festen Position der Flachlegevorrichtung gelangt, ist es im Zusammenhang mit einer Streckeinrichtung auch erforderlich, dass sich die Dünnstelle entlang des Umfangs bewegt, was in der Figur mit dem Pfeil 14 angedeutet ist. Dieses „Wandern“ der Dünnstelle wird dadurch realisiert, dass der in Richtung des Pfeils 14 nächstliegende Umfangsabschnitt des Rings in seinen Parametern verändert wird, um nun benachbart zu dem Umfangsabschnitt des Folienschlauches, der gerade eine Dünnstelle aufweist, eine Dünnstelle zu erzeugen. Die aktuelle Dünnstelle wird zurückgefahren, indem der betreffende Umfangsabschnitt des Rings nun wieder stärker kühlend auf den ihm zugeordneten Winkelabschnitt einwirkt.
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Um ein Dickenprofil der Folienblase 2 aufnehmen zu können, kann eine Dickenmesseinrichtung 18 (auch oft als Profilmesseinrichtung bezeichnet) vorgesehen sein, die in Transportrichtung z gesehen bevorzugt zwischen der Flüssigkeitskühleinrichtung 4 und der Flachlegeeinrichtung 9 angeordnet ist. Die Dickenmesseinrichtung 18 umfasst beispielsweise einen Messkopf, der an seiner aktuellen Position die Dicke der Wandung des Folienschlauches bestimmen kann. Zur Bildung des Profils kann der Messkopf um den Folienschlauch herum bewegbar ausgebildet sein, um die Messung an unterschiedlichen Positionen wiederholen zu können, was durch den Doppelpfeil 19 dargestellt wird Der Abstand zwischen zwei Positionen, an denen jeweils eine Dickenmessung durchführbar ist, kann variabel einstellbar sein. Zur Bewegung des Messkopfes kann dieser auf einer Schiene 20 verschiebbar angeordnet sein, wobei die Schiene 20 ringförmig um den Folienschlauch herum greift.
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Desweiteren ist eine Auswerte- und/oder Steuervorrichtung 40 vorgesehen, mit welcher die Flüssigkeitskühleinrichtung 4 ansteuerbar ist, so dass ein gewünschtes Dickenprofil erzeugbar ist. Dieses Dickenprofil bzw. die hierzu notwendigen Steuerparameter können dynamisch für die einzelnen Segmente der Flüssigkeitskühleinrichtung 4 erzeugt werden, so dass das entstehende Dickenprofil in Phase und insbesondere mit einem Offset mit der Drehung der Flachlegeeinrichtung mitwandert. In den Wendepunkten der Flachlegeeinrichtung ist der Offset bevorzugt 0. Zur Übertragung von Steuerbefehlen steht die Datenleitung 41 zur Verfügung. Die Dickenmesseinrichtung 18 kann, wie bereits beschrieben, ein Dickenprofil messen. Messwerte (in Rohform oder bereits als Dickenprofil) werden der Auswerte- und/oder Steuervorrichtung 40 über die Datenleitung 42 zugeleitet. Die Auswerte- und/oder Steuervorrichtung 40 kann nun das gemessene Dickenprofil auswerten und insbesondere die Steuerparameter so modifizieren, dass das gemessene Dickenprofil mit dem gewünschten Dickenprofil übereinstimmt. Damit wird also ein Regelkreis zur Verfügung gestellt. Erfindungsgemäß ist zusätzlich vorgesehen, dass Auswerte- und/oder Steuervorrichtung 40 auch die Dickenprofile berücksichtigt, die mit der Dickenmesseinrichtung 38 und mit zumindest einer der Dickenmesseinrichtungen 45 aufgenommen worden sind. Die Einflussfaktoren dieser einzelnen Dickenmesseinrichtungen können gewichtet bei der Modifizierung der Steuerbefehle berücksichtigt werden. Insbesondere ist vorstellbar, dass die von der Dickenmesseinrichtung 45 gemessenen Dickenprofile vornehmlich zur Beeinflussung des Offsets berücksichtigt werden. Es kann vorteilhaft sein, dass die Steuerparameter, die zur Einstellung des Sollprofils notwendig sind, bei einem Zulauf auf einen Wendepunkt gespeichert werden und bei einem Ablauf von einem Wendepunkt gespiegelt nochmals angewendet oder berücksichtigt werden. So können die Werte bei einer Abnahme des Offsets im Wendepunkt derart berücksichtigt werden, dass mit den gleichen Werten die Zunahme des Offsets eingestellt wird. Dies verhindert, dass die Trägheit des Regelkreises zu ungewünschten Dick- oder Dünnstellen führt. Es ist zu berücksichtigen, dass bei der Beschreibung der Figuren der Ausdruck „Flüssigkeitskühleinrichtung 4“ ein Synonym ist für alle Möglichkeiten, das Dickenprofil der Folienbahn zu beeinflussen. Es können somit auch andere oder weitere Einrichtungen zum Aufprägen eines Dickenprofils auf den Folienschlauchs und/oder die doppellagige Folienbahn und/oder die erste und/oder die zweite Folienbahn vorgesehen ist vorgesehen sein.
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Die 1 zeigt weiterhin eine Reversiereinrichtung 15, welche die Aufgabe hat, den flachgelegten Folienblase, also die doppellagige Folienbahn, von der Flachlegevorrichtung zur ortfesten Walze 16 zu führen, ohne dass Beschädigungen auftreten. Der Pfeil 17 deutet an, dass dieser Folienschlauch nun zur Weiterverarbeitung geführt wird, welche in den folgenden Figuren näher erläutert wird. „Reversieren“ bedeutet dabei, dass verschiedene Elemente, insbesondere die einzelnen Umlenkwalzen und Wendestanden, sich zwischen zwei Endpunkten hin und her bewegen. Bei dieser Bewegung handelt es sich bevorzugt um Dreh- oder Schwenkbewegungen. Die Endpunkte können daher auch als Wendepunkte bezeichnet werden.
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Die 2 zeigt nun beispielhaft eine Streckeinrichtung 30, welche sich inline an die in 1 gezeigt Vorrichtung 1 anschließt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch eine Streckeinrichtung nicht auf die im Folgenden beschriebene Ausführungsform beschränkt. Inline bedeutet dabei, dass die doppellagige Folienbahn 24 aus der Vorrichtung 1 unmittelbar aus dem Produktionsprozess zugeführt wird, d.h. ohne einen Transport der Folienbahn in einer handhabbaren Form.
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Die Folienbahn 24 läuft entlang der Bahntransportrichtung z in die Streckeinrichtung 30 ein. Hier wird es zunächst von der Leitwalze 31 zu den Heizwalzen 32 geführt, die jeweils mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet sind. Die Aufgabe der Heizwalzen 32 besteht darin, die die bereits völlig oder teilweise erkaltete Folienbahn 24 wieder auf eine Temperatur zu bringen, die für einen Streck- oder Reckprozess ausreicht. Von Reckwerken werden in der Regel Reckprozesse ausgeführt, d. h. dass die Folie bereits erkaltet ist und wieder auf Recktemperatur gebracht werden muss. Streckprozesse, wie sie zum Beispiel bei der Blasfolienextrusion zum Tragen kommen, sind ebenfalls bei denkbar (insbesondere, wenn die Streckeinrichtung inline einer Folienextrusionsanlage folgt). Hierbei ist die Folienbahn noch nicht vollständig erkaltet.
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Insbesondere, wenn einer Blasfolienanlage direkt eine Streckeinrichtung nachgeordnet ist, d. h. wenn das Strecken „inline“ geschieht, dürfte es möglich sein, bei einer Streckeinrichtung auch von einem Reckwerk zu sprechen. Dies ist jedoch eher eine Definitions- als eine technische Frage.
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Nachdem die Folienbahn 24 in dem Bereich 28 der Heizwalzen 32 wieder auf eine Strecktemperatur gebracht worden ist, läuft sie in den Bereich der Streckwalze 22 und der Nipwalze 33 ein und durchquert den Spalt zwischen diesen beiden Walzen 22, 33. Daraufhin durchläuft die Folienbahn 24 den Streckspalt 21, um dann die Oberfläche der Streckwalze 23 zu erreichen und den Streckspalt 21 zu verlassen. Diese Streckwalze 23 bildet mit der Nipwalze 36 einen Walzenspalt. Aufgrund einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenpaares 22, 33 gegenüber dem zweiten Walzenpaar 23, 36 wird die Folienbahn 24 in dem Streckspalt 21 gelängt, also gestreckt. Dabei treten zwei Effekte auf, die nicht gewünscht sind und es notwendig machen, an den Seiten der Folienbahnen Längsstreifen abzutrennen. Der erste Effekt ist eine Reduzierung der Folienbreite während des Streckens (das so genannte Neck-in). Der zweite Effekt ist ein Aufdicken der Ränder der Folienbahn. Es kann vorgesehen sein, die Größe des Streckspaltes, also der Abstand zwischen der Ablösekante der Folienbahn 24 von der Walze 22 bis zur Auftreffkante der Folienbahn auf die Walze 23, veränderbar auszuführen. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe des Neck-ins und/oder des Aufdickens der Folienbahn an ihren Rändern zu beeinflussen.
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Nach dem Durchlaufen des Streckspaltes, von denen es auch mehrere in Reihe geben kann, erreicht die Folienbahn 24 den Bereich 29, der jeweils mit dem Bezugszeichen 37 bezeichnete Kühlwalzen umfasst, in dem die Folienbahn 24 wieder abgekühlt wird. Nach dem Verlassen dieses Bereichs 29 hat die Folienbahn 24 wieder eine etwas niedrigere Temperatur erreicht, so dass ihre Oberfläche den Transport über die Leitwalze 31 in der Transportrichtung z ohne weitere Schäden überstehen kann. Die Folienbahn 24 wird anschließend in Richtung des Pfeils 34 weitergefördert und am Ende einer optionalen Weiterbearbeitung einer Wickeleinrichtung zugeführt, in welcher die Folienbahn als doppellagige Folienbahn oder getrennt in zwei einzelne Lagen aufgewickelt wird. Grundsätzlich ist dabei nicht ausgeschlossen, dass die Folienbahn oder die einzelnen Lagen der Folienbahn Längsschnitte erhalten und nebeneinander in mehreren Nutzen aufgewickelt werden.
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Bevor die Folienbahn die Streckeinrichtung 30 erreicht, kann eine Schneid- oder Punktiereinrichtung 35 vorgesehen sein, mit welcher die doppellagige Folienbahn einschneidbar oder punktierbar ist, so dass sich Luft oder ein anderes Gas, welches sich noch innerhalb der doppellagigen Folienbahn befinden könnten, entweichen könnten. Diese Maßnahme führt zu einer verbesserten Qualität des Streckprozesses und zu einer erhöhten Genauigkeit der zu messenden Dickenprofile der doppellagigen Folienbahn. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Folienbahn entlang oder nahe einer Seitenkante längs geschnitten wird, so dass die doppellagige Folienbahn nur noch über eine Seitenkante verbunden ist. Ferner kann es gewünscht sind, die doppellagige Folienbahn an ihren beiden Seitenkanten zu schneiden. Dies ist insbesondere ab bestimmten Dicken der Folienbahn notwendig, da möglicherweise der Lufttransport zu einer Seitenkante der Folienbahn nicht ausreichend schnell erfolgt.
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In Transportrichtung hinter dem der Streckeinrichtung 30 ist eine Dickenmesseinrichtung 38 vorgesehen, mit welcher ein Dickenprofil der doppellagigen Folienbahn nach ihrem Strecken aufnehmbar ist. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass ohne weitere Maßnahmen hier nur die Gesamtdicke der Folienbahn messbar ist, also die Summe der Dicken der einzelnen Lagen. Denkbar ist jedoch, insbesondere wenn die doppellagige Folienbahn einen Längsschnitt erhalten hat, ein Kontrastmittel, wie etwa ein Metallblech, zwischen die beiden Lagen einzuführen, so dass jeweils eine Lage separat hinsichtlich ihrer Dicke vermessbar ist.
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Bei der Dickenmessvorrichtung 38 kann es sich wiederum um einen Messkopf handeln, der an bewegbar entlang einer zumindest teilweise quer zur Transportrichtung sich erstreckenden Schiene angeordnet ist. Der Messkopf ist wiederum in der Lage, an seiner aktuellen Position eine Dickenmessung der Folienbahn 24 vorzunehmen. Anschließend kann der Messkopf zu einer weiteren Position verfahren werden, an welcher eine weitere Messung durchführbar ist. Jedoch ist es nicht notwendig, dass zur Messung der Dicke der Messkopf angehalten werden muss. Vielmehr kann es grundsätzlich vorgesehen sein, dass der Messkopf in einstellbaren zeitlichen Abständen Messungen durchführt, jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit variabel ist. So kann es beispielsweise im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung grundsätzlich wünschenswert sein, dass der Messkopf an den Rändern der Folienbahn langsamer bewegt wird, um hier die Dichte der Messungen zu erhöhen, was die Genauigkeit des Dickenprofils an den Rändern erhöht. Darüber hinaus kann es grundsätzlich denkbar sein, dass die Dickenmesseinrichtung 38 ausgeführt und eingerichtet ist, auch über den Rand der Folienbahn hinaus zu messen, um auch Aussagen über die aktuelle Breite der Folienbahn treffen zu können.
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Die 3 zeigt schließlich eine Folientrenneinrichtung 50, die hier zwar im Zusammenhang mit zwei Wickelstellen, 60, 61 gezeigt ist, aber auch unabhängig hiervon vorgesehen sein kann. Die Folienbahn 34 kann vor dem Einlauf in die Folientrenneinrichtung bereits einer Vorbehandlung unterzogen worden sein. Insbesondere kann bereits ein erster Randbeschnitt erfolgt sein, um bereits einen Teil der Aufdickungen am Rand abzuschneiden, was zu einer verbesserten Qualität einer optionalen Vorbehandlung führt. Innerhalb der Folientrenneinrichtung sind weitere Schneideinrichtungen 51, insbesondere in Form von Trennmessern, vorgesehen, die jeweils an einem Rand der noch doppellagigen Folienbahn den endgültigen Randbeschnitt durchführen. Die doppellagige Folienbahn wird dazu über Walzen 52 und 53 geführt, welche vor allem für die für den Randbeschnitt nötige Bahnspannung sorgen. Spätestens nach dem Randbeschnitt ist die doppellagige Folienbahn in zwei einzelne Lagen getrennt, welche jedoch noch direkt aufeinander liegen.
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Die eigentliche Trennung der Lagen erfolgt durch die Walzen 54, 55, die einen Walzenspalt ausbilden. Nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes wird die erste Lage der ersten Wickelstelle 60 zugeführt, wo sie über verschiedene weitere Walzen läuft und auf den Wickel 62 aufgewickelt wird.
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Stromabwärts der Trenneinrichtung ist ein zweites Dickenmessgerät 45 vorgesehen, dessen Aufbau und Funktionsweise vorzugsweise denjenigen des Dickenmessgerätes 38 gleicht. Über eine Datenleitung 44 werden die Messergebnisse (in Rohform oder als ausgewertetes Dickenprofil), beispielsweise per Draht und/oder drahtlos, der Auswerte- und Steuereinrichtung 40 zugeführt.
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Die zweite Lage kann der Wickelstelle 61 zugeführt werden, deren Aufbau und Funktion identisch mit der ersten Wickelstelle ist. Auch kann zur Messung der zweiten Lage ebenfalls ein zweites Dickenmessgerät vorgesehen sein. Hier wird in Bezug auf Aufbau und Funktionsweise auf die Beschreibung im vorhergehenden Absatz verwiesen.
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Die Dickenmessprofile, die stromabwärts der Trenneinrichtung aufgenommen werden können fortwährend von der Auswerte- und/oder Steuereinrichtung aufaddiert werden, um so auch ein Rollensummenprofil, also die Addition der Dickenprofile der einzelnen Lagen in einem Wickel, aufnehmen zu können. In einer Blasfolienanlage mit einer Reversiereinrichtung, aber ohne eine Streckeinrichtung, werden Abweichungen der Foliendicken von der mittleren Foliendicken, also Dick- und/oder Dünnstellen, in axialer Richtung des Wickels verteilt, so dass insgesamt ein gleichmäßiger Umfang des Wickels entsteht. Ist jedoch eine Streckeinrichtung vorgesehen, können dadurch weitere Dick- oder Dünnstellen entstehen, die nicht mehr mit einer Reversierung ausgeglichen werden können. Durch das zuvor beschriebene Bilden eines Rollensummenprofils kann das Entstehen beispielsweise von Kolbenringen (lokale Aufdickungen) am Wickel frühzeitig erkannt werden und bei der Einstellung der Regelparameter für die Flüssigkeitskühlvorrichtung berücksichtigt werden.
