DE102019215794A1

DE102019215794A1 - Modul zur Bahnspannungsabsenkung, Blasfolienanlage und Verfahren zur Herstellung einer Folie

Info

Publication number: DE102019215794A1
Application number: DE102019215794.7A
Authority: DE
Inventors: Tim Kirchhoff; René Schuh
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-15
Also published as: WO2021074231A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, an beliebiger Stelle stromabwärts eines der Flachlegeeinrichtung zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften,• mit einem Aktor zur Aufprägung einer Bahnspannung,• mit einem Sensor zu Bestimmung der aktuellen Bahnspannung,• mit einem Regler zur Steuerung des Aktors, um die Bahnspannung auf einem Sollwert zu halten, wobei im oder am Modul eine Messeinrichtung zur Messung der Qualitätseigenschaft vorgesehen ist.

Description

Bahnförmige Materialien (z.B. Kunststoffen und Kunststoff-Verbunden) stellen für viele Nachverarbeitungsprozesse die qualitätsgebende Basis dar. Die Qualität von Materialbahnen wird wesentlich durch deren Herstellungs- und Weiterverarbeitungsprozess bedingt. In den meisten Extrusionsprozessen durchlaufen mehrere Rohstoffe eine komplexe Prozesskette.
Entscheidend ist dabei, dass jeder einzelne Prozessschritt möglichst optimal auf den Gesamtprozess abgestimmt ist. Nur so können maßgeschneiderte und qualitativ hochwertige Produkte in einem stabilen, ressourcen- und energieeffizienten Prozess hergestellt werden.
Qualitätskriterien in der Herstellung von Bahnförmige Materialien (z.B. Kunststoffen und Kunststoff-Verbunden) sind unter anderem Bahnbreite (Folienbreite), Bahndicke (Foliendicke) und Planlage. Um während des Fertigungsprozesses eine Aussage über die aufgeführten Folienparameter treffen zu können, gilt es, diese während des Fertigungsprozesses automatisch zu erfassen. Dabei gewinnt insbesondere die Beurteilung der Planlage zunehmend an Bedeutung. Eine mögliche Inline-Messung und -Steuerung von qualitätsbeeinflussenden Parametern bietet ein hohes Potential für die Qualitätssicherung und Ressourceneinsparung. Während Folienbreite und Foliendicke bereits kontinuierlich erfasst werden, gibt es für die Inline-Messung der Planlage noch kein zuverlässiges System. Auch wenn es bereits Systeme gibt, so unterscheiden sich oft Ergebnisse von nachträglichen Messungen von den Ergebnissen von Inline-Messungen
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchen sich inline die Planlage einer Folienbahn zuverlässiger messen lassen.

• Vorrichtung zur Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Bahn an beliebiger Stelle stromabwärts eines Abzugswalzenpaares eines laufenden/inline-Extrusionsprozesses zur Sichtbarmachung von Qualitätseigenschaften, insbesondere der Planlage der Bahn.
• Wichtige Begriffe:
- o Vorrichtung 1: Vorrichtung zur Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Bahn an beliebiger Stelle eines Extrusionsprozesses zur Sichtbarmachung von Qualitätseigenschaften der Bahn.
- o Bereich 3 Bereich der Bahn 2 im Extrusionsprozess, in dem die definierte Bahnspannung der Bahn zur Sichtbarmachung von Qualitätseigenschaften der Bahn eingehalten werden soll
• Vorrichtung:
- ◯ Beispielhafte Darstellung der 1, in der der Bereich 3 gestrichelt markiert ist. Die Walzen 54 und 55 bilden einen Walzenspalt aus, wobei eine der beiden Walzen oder beide Walzen drehmomentbeeinflussbar (angetrieben und/oder gebremst sind) oder wobei ein Drehmoment einer der beiden oder beider Walzen bekannt ist.
- ◯ Im Wesentlichen besteht die Vorrichtung aus einem Aktor zur Beeinflussung der Bahnspannung im Bereich 3, einem Sensor zur Messung der Bahnspannung (Bahnzug) im Bereich 3 und einem Regler, der auf Basis des Messwerts des Sensors den Aktor so beeinflusst, dass eine gewünschte Bahnspannung im Bereich 3 eingehalten wird. Vorhandensein eines Generators für den Sollwert der Bahnspannung und/oder direkte Eingabe der Bahnspannung durch Bediener möglich.
- • Sensor:
  - • Sensor misst Bahnspannung/Bahnzugs im Bereich 3
  - • Sensor kann im Bahnweg vor oder nach Aktor sitzen
  - • Sensor gibt Messwert Bahnspannung/Bahnzugs an Regler
  - • Sensor kann Bahnzugmesswalze oder Pendelwalze 5 sein
- • Regler 4:
  - • Der Wert des Sensors zur Bahnspannung/Bahnzug wird genutzt um über einen Regler den Aktor so zu beeinflussen, dass ein gewünschte Bahnspannung im Bereich 3 eingehalten wird
- • Aktor:
  - • kann eine angetriebene Walze 6 sein
  - • Antrieb der Walze wird in Geschwindigkeits- und/oder Momenten-Regelung betrieben
  - • Um genügend Einwirkung auf die Bahn zu haben, sollte die Bahn an die angetrieben Walze über eine Anpresswalze 7 angedrückt werden
    - o kann auch durch Ausreichende Umschlingung der Walzen erzielt werden
- • Bahnspannungs-Generator
  - • Generiert Sollwert der Bahnspannung für Regler
  - • Nutz Informationen über Qualitätseigenschaft, die erfasst werden soll, und/oder vorhandene Prozessdaten (Messdaten, usw.) und/oder Eingaben des Bedieners und/oder Informationen über den Nachverarbeitungsprozess der aktuell produzierten Folie
- • Bahnspannung kann auch Bahnzug sein.
  - ◯ Des Weiteren können auch eine beliebige Anzahl an nichtangetrieben Walzen zur Lenkung des Bahntransports innerhalb der Vorrichtung X verbaut sein
  - ◯ Vorrichtung 1 ist so konzipiert, dass die Bahnspannungen vor und nach der Vorrichtung 1 nicht beeinflusst werden bzw. die Vorrichtungen zur Einhaltung der Bahnspannungen vor und nach Bereich X nicht beeinflusst werden
    - • oder auch gezielt Bahnzug vor oder danach beeinflussen über Vorrichtung X
  - ◯ Bahn kann bei doppellagiger Bahn in der Vorrichtung auch getrennt werden, um beide Bahnen separat hinsichtlich ihrer Qualitätseigenschaften untersuchen zu können, hierfür wären dann eine doppelte Ausführung mit Aktor/Sensor/Regler/Generator notwendig (siehe .6)
  - ◯ Um Einfluss auf Anlage vor Vorrichtung gering zu halten kann auch ein zweiter Aktor (angetrieben Walze mit Anpresswalze) verwendet werden, um den Bereich X unabhängig von anderen Vorrichtungen definieren zu können
  - ◯ Position vorteilhaft zwischen Vorzug 52 und Wickelstelle WST
  - ◯ kann auch an mehreren Stellen im Extrusionsprozess eingebaut werden, Qualitätseigenschaft über gesamten Prozess zu erfassen
  - ◯ vorzugsweise hinter MDO; Dickenregelung/messung
  - ◯ Nutzung als Messsystem um E-Modul zu bestimmen
- • Qualitätseigenschaften/Planlage:
  - ◯ Ein Planlage-Messinstrument ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 45 versehen.
  - ◯ Qualitätseigenschaft kann beispielsweise die Oberflächen Verformung der Bahn sein, die ggf. erst bei einer definierten Bahnspannung sichtbar wird. Vorzugweise sind dies geringe Bahnspannungen.
    - • Gängig auf Bahnspannung wie im Nachverarbeitungsprozess (Kaschieren, Drucken, usw.)
  - ◯ Beispielsweise wird die Planlage (Längenunterschiede über Querrichtung der Bahn) einer Bahn nur optisch sichtbar, wenn die Bahnspannung einen gewissen Wert unterschreitet. Ideal für die Analyse der Planlage, wäre ein komplett spannungsfreier Zustand der Bahn. Eine Bahnspannung von 0 N/mm² ist allerdings im laufenden Extrusionsprozess nicht realistisch, da eine gewisse Bahnspannung für den Folientransport notwendig ist.
  - ◯ Stippen zählen; Verunreinigung der Folie
  - ◯ E-Modul auch möglich

Claims

Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, an beliebiger Stelle stromabwärts eines der Flachlegeeinrichtung zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften Mit einem Aktor zur Aufprägung einer Bahnspannung Mit einem Sensor zur Bestimmung der aktuellen Bahnspannung Mit einem Regler zur Steuerung des Aktors, um die Bahnspannung auf einen Sollwert zu halten, wobei im oder am Modul eine Messeinrichtung zur Messung der Qualitätseigenschaft vorgesehen ist.
Modul nach Anspruch 1, wobei die Messeinrichtung als Messeinrichtung zur Bestimmung der Planlage der Folienbahn ausgeprägt ist.
Blasfolienanlage zur Herstellung einer Folienbahn 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 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, • mit einer optionalen Trenneinrichtung zum Auftrennen der doppellagigen Folienbahn in zwei einzellagige Folienbahnen • Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung der Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, nach Anspruch 1 oder 2 an beliebiger Stelle stromabwärts eines der Flachlegeeinrichtung und vor einer Wickelstelle zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften • wobei im oder am Modul eine Messeinrichtung zur Messung der Qualitätseigenschaft vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Folienbahn, bei dem • mit wenigstens einem Extruder ein schmelzeförmiger Kunststoff bereitgestellt wird • mit einem Blaskopf mit einem umlaufenden Düsenspalt der schmelzeförmige Kunststoff zu einer aus dem Düsenspalt austretenden Folienblase umgewandelt wird, • mit einer Flachlegeeinrichtung die Folienblase zu einer doppellagigen Folienbahn umgeformt wird, wobei die beiden Lagen sich zumindest teilweise und insbesondere im Wesentlichen vollflächig berühren, • mit einer optionalen Trenneinrichtung die doppellagige Folienbahn in zwei einzellagige Folienbahnen getrennt wird, • mit einem Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung der Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, an beliebiger Stelle stromabwärts eines der Flachlegeeinrichtung zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften eine Bahnspannung der Folienbahn eingestellt wird, • wobei im oder am Model mit einer Messeinrichtung die Qualitätseigenschaft der Folienbahn gemessen wird.