DE1479904C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen durchsichtiger Folienbahen aus polymeren Themoplasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen durchsichtiger Folienbahnen mit guter Gleitfähigkeit, bei dem ein bahnförmiger Strom eines geschmolzenen polymeren Thermoplasten, wie Polypropylen, mit mindestens einem Zusatzmittel, wie etwa 0,075 bis 0,125 Gewichtsprozent eines Amides einer natürlichen Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen auf eine bewegte Kühloberfläche gebracht, beim Auflegen durch Druckbeaufschlagung dicht an die Kühloberfläche angedrückt und durch schnelle Abkühlung zu einer Folienbahn verfestigt wird, die dann von der Kühloberfläche abgenommen wird.

Bei derartigen Verfahren ist es erforderlich das Kristallwachstum so weitgehend wie möglich einzuschränken, damit die erhaltene Folie die gewünschten optischen Eigenschaften, wie ausgeprägten Glanz und gute Durchsichtigkeit, aufweist.

Für die Herstellung von Folien aus geschmolzenen polymeren Thermoplasten, wie z. B. aus Äthylen- oder Propylenpolymeren, ist es gebräuchlich, zwecks Verhindern einer unerwünschten Kristallausbildung den bahnförmigen Strom des geschmolzenen polymeren Thermoplasten schnell abzukühlen, wobei man vorzugsweise so vorgeht, daß man die Bahn aus dem geschmolzenen Material direkt auf eine umlaufende Kühltrommel bringt, so daß sie hier eine alsbaldige Abkühlung erfährt.

Um diesen Abkühlungsvorgang zu beschleunigen, ist es ferner bekannt, auf den auf die Kühltrommel aufgebrachten, noch in plastischem Zustand befindlichen, bahnförmigen Strom als Gegenrolle eine elastische Druckrolle zu pressen. Dieses Hindurchführen des frisch extrudierten Materials durch die beiden, in entgegengesetzten Richtungen laufenden Trommeln soll das Einschließen von Luft zwischen Kühltrommel und Bahn verhindern, weil hierdurch nicht nur Blasen- und Runzelbildungen in der noch plastischen Bahn vermieden werden, sondern auch infolge der satten Auflage erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit erreichbar sein soll.

Bei einer Verarbeitung eines polymeren, Zusatzmittel benötigenden Materials, um der Folie Eigenschaften zu vermitteln, die ohne Zusätze nicht möglich sind, hat es sich gezeigt, daß während des Abkühlens ein mehr oder weniger großer Teil an Zusatzmittel abgeschieden wird, auf der Oberfläche der Kühltrommel verklebtund sehr bald zu Ansammlungen führt, die Betriebsstörungen und nicht zuletzt einen entsprechenden Verlust an somit nutzlos verbrauchtem Zusatzmittel hervorruft. Es kann dahingestellt bleiben, inwieweit das Aufpressen einer Drucktrommel auf die frisch extrudierte Bahn nach dem obenerwähnten bekannten Verfahren eine Entfernung eingeschlossener Luft zur Folge hat, die zu einer nennenswerten Beschleunigung des Verfestigungsvorganges beiträgt. Das Problem der Herstellung von Folien aus polymeren Thermoplasten, denen Zusatzmittel zugegeben-sind, wird dadurch in keiner Weise berührt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung derartiger Folien, bei welcher durch bestimmte Zusatzmittel besondere physikalische und chemische Eigenschaften der Folie erzeugbar sind, Ablagerungen bzw. Abschuppungen dieser Zusatzmittel auszuschalten, um den gewünschten Erfolg nicht in Frage zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die an die Kühlfläche anliegende verfestigte Folienbahn in einem quer über die Bahnbreite verlaufenden Bereich ein Druck ausgeübt und dieser.

Druck unmittelbar vor dem Abnehmen der Folienbahn von der Kühloberfläche aufgehoben wird.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch diese auf die verfestigte Folienbahn ausgeübte Druckeinwirkung die obenerwähnten, störenden, häufig zu wiederholten Betriebsunterbrechungen und Haut- und Krustenbildungen völlig ausgeschaltet werden. Außer einer Verschwendung von teilweise recht kostspieligem Material kann sich die Abscheidung der Zusatzmittel in manchen Fällen so ausgeprägt zeigen, daß die fertigen Folien überhaupt nicht mehr die Eigenschaften aufweisen, deren Erzielung Zweck des Zusatzes war.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer gleichförmig bewegten Kühlfläche zur Aufnahme des bahnförmigen geschmolzenen Polymerstromes und dessen schneller Abkühlung zu einer festen Folienbahn mit Anordnungen zur dichten Anlegung des Polymerenstroms an die Kühloberfläche sowie einer Einrichtung zur Abnahme der verfestigten Folienbahn von der Kühloberfläche und ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch zusätzlich eine über die Folienbahnbreite reichende Rolle mit einem Belag aus elastischem Werkstoff, die mit einem einstellbaren Druck gegen die verfestigte, aber an der

Kühlfläche anliegende Folienbahn andrückbar ist, dicht vor der Einrichtung zur Abnahme der festen Folienbahn von der Kühlfläche vorgesehen ist.

Vorzugsweise weist der Belag der Rolle schraubenförmige Nuten entgegengesetzter Gangrichtung auf, die sich von der Rollenmitte zu deren Enden hin erstrecken.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, an Hand dessen Verfahren und Vorrichtung im folgenden näher erläutert werden.

F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung in Betriebsstellung;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht dieser Vorrichtung;

F i g. 3 ist eine Vorderansicht einer in der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 angewandten Druckrolle.

Ein Strom des die Zusatzmittel enthaltenden geschmolzenen Polymers wird auf die Oberfläche einer bewegten Abschreck- oder Kühleinrichtung ausgedrückt und das Polymerisat schnell abgekühlt bzw. abgeschreckt. Vor Abheben der Folie wird auf dieselbe ein Druck von etwa 0,36 bis 7,2 kg/cm, vorzugsweise 0,9 bis 3,6 kg/cm in Abhängigkeit von der Menge der zugesetzten Zusatzmittel und der Neigung des speziellen Zusatzmittels anzubacken, ausgeübt. Als Abschreckeinrichtung ist besonders eine innen gekühlte Trommel mit hochpoliertem Mantel wegen ihrer Einfachheit und guten Wirkung geeignet. Wenn dies auch für ein zufriedenstellendes Arbeiten nicht unbedingt erforderlich ist, hat es sich doch als zweckmäßig erwiesen, vermittels eines gesteuerten Stroms von Luft oder anderem inertem Gas die frei liegende Oberfläche des frisch extrudierten Bahnstromes so anzublasen, daß er sich besonders innig an die polierte Oberfläche der umlaufenden Kühltrommel anlegt.

Die Druckbeaufschlagung der verfestigten Folie vor dem Abheben von der Kühlvorrichtung läßt sich z. B. vermittels eines genügend starken Luftstromes erreichen, bevorzugt jedoch mit einer Rolle mit einem elastischen Belag, z. B. aus Silikon-Kautschuk, die sich mit einem einstellbaren Druck gegen die verfestigte, an der Kühlfläche anliegende Folienbahn andrücken läßt, wobei Silikon-Kautschuk sich als besonders einfach, am wenigsten aufwendig und besonders wirksam erwiesen hat. Durch Einstellen der Rolle kann der auf die Folie ausgeübte Druck reguliert werden. Durch Nutung des elastischen Belages, zweckmäßig spiralförmig umlaufend, wird der Austritt von Luft oder anderem Gas aus dem Zwischenraum zwischen der Folie und der Kühloberfläche erleichtert, wenn die Folie in dem Spalt zwischen Druckrolle und Kühltrommel läuft.

Als Zusatzmittel kommen außer den obengenannten Amiden der natürlichen Fettsäuren mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen nicht ionische Fettsäurekondensate (Fettsäureamide) zum Verbessern der Gleiterscheinungen in Betracht sowie Antioxydantien oder weitere Stabilisatoren, wie Dilauryldithiopropionat, antistatische Mittel und Pigmente.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird wie folgt verfahren. Es wird ein geschmolzenes, wenigstens ein Zusatzmittel, wie z. B. Propylenpolymer, enthaltendes Polymer aus einer Breitschlitzdüse 11 kontinuierlich als bahnförmiger Strom 13 auf die hochpolierte Mantelfläche einer umlaufenden Trommel 15 ausgepreßt und als Folie 17 abgenommen. Die Breitschlitzdüse 11 ist normalerweise nahe bei der Mantelfläche der Trommel 15 angeordnet, und durch eine Zuführungsleitung 19 wird das geschmolzene Polymer den Lippen oder Rakeln zugeführt, die unter Bildung einer Strangpreßöffnung gewünschter Größe zusammenwirken, wobei wenigstens eine der Rakeln zwecks Erzielen der gewünschten Bahndicke einstellbar ist. Die Oberfläche der Trommel 15 wird bei einer Temperatur gehalten, die merklich unter derjenigen des Schmelzpunktes des stranggepreßten Polymers liegt und im Falle des Anwendens von Polypropylen vorzugsweise bei einer Temperatur von 24 bis 38° C durch Umlaufen einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser, gehalten wird. Die Kühlflüssigkeit kann in die Trommel 15 durch Leitungen 21 und 23 eingeführt bzw. abgezogen werden. Die letztere kann ebenfalls als Lagerung für die Trommel 15 dienen. Zwecks Erzielen des bestmöglichen Wirkungsgrades wird die Kühlflüssigkeit längs der inneren Fläche der ringförmigen Trommelwand, z. B. durch spiralförmige Ablenkbleche, wie bei 25 gezeigt, geführt.

Sobald der bahnförmige Strom 13 des geschmolzenen Polymers auf die Trommel 15 auftrifft und sich auflegt, trifft auf die frei liegende Fläche desselben ein Strom oder Strahl an Luft oder anderem inertem Gas auf, das den Polymerenstrom in innige Berührung mit dem Umfang der Trommel 15 drückt und somit Luft und/oder andere gasförmige Produkte, die dajin eingefangen werden können, verdrängt. Der auftreffende Gasstrahl wird durch eine Düse 27 zugeführt, die praktisch gleiche Länge wie die Trommel 15 aufweist und vorzugsweise für eine Einstellung relativ zur Trommeloberfläche angeordnet ist. Die Düse 27 weist herkömmliche Bauart auf und weist eine oder mehrere Gaszuführungsrohre 29 und ein Paar Rakeln auf, von denen wenigstens eine zwecks Verändern der Größe der Düsenabgabeöffnungen einstellbar ist.

Die sich ergebende Folie 17 wird kontinuierlich durch die Trommel 15 getragen, und eine Rolle 31 kommt mit der frei liegenden Oberfläche derselben in Eingriff, sobald dieselbe verfestigt worden ist und nicht mehr verformt oder geprägt werden kann. Die Rolle 31 drückt die Folie 17 in innige Berührung mit der Oberfläche der Trommel 15 unter einem Druck von 0,36 bis 7,2 kg/cm und vorzugsweise 0,9 bis 3,6 kg/cm. Unter diesen Druckbedingungen werden die von dem Polymeren abgeschiedenen Zusatzmittel, die sich während des Abkühlens des Polymerenstroms auf der Oberfläche der Trommel 15 abgelagert haben, in das Polymer zurückgeführt, so daß kein wesentlicher Verlust derselben eintritt, wenn die Folie abschließend von der Trommel entfernt wird. Die Rolle 31 ist einstellbar durch Schwenkarme 33 gelagert, die ihrerseits durch eine hydraulische Anordnung 35 betätigt werden.

Wie gezeigt, weist die Rolle 31 einen starren Kern und einen äußeren Belag 39 aus elastischem Material, z. B. Silikon-Kautschuk, auf, das in der Lage ist, unter den angewandten Belastungen nachzugeben, um eine Beschädigung der Folie 17 zu vermeiden. In dem Belag 39 sind schraubenförmige Nuten 41 und 43 entgegengesetzter Gangrichtung ausgebildet, die in der Mitte der Rolle 31 beginnen und sich zu den unterschnittenen Enden 44 erstrecken, die vergrößerte Abschnitte aufnehmen, die längs der Folienkanten ausgebildet werden. Die Nuten 41 und 43 gestatten eine Bewegung von Luft und/oder anderen Gasen, die zwischen der Oberfläche der Trommel 15 und der Folie 17 eingeschlossen sein können, mit der Folie 17, wenn sich dieselbe in den durch die Trommel 15 und die Rolle 31 gebildeten Spalt bewegt. Die Tiefe und Breite der Nuten 41 und 43 sollte so vorgesehen werden, daß ein Austritt der eingeschlossenen Gase erreicht wird, wobei aber

sichergestellt sein muß, daß die Rolle 31 eine ausreichende Mantelfläche aufweist, um das gewünschte Andrücken der Folie 17 gegen die Trommel 15 zu erreichen. Allgemein sollten die Nuten 41 und 43 nicht mehr als ²Iz, vorzugsweise nicht mehr als '/2 der Oberfläche der Rolle 31 einnehmen. Obgleich die Abmessungen der Nuten 41 und 43 bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen verändert werden können, haben sich Nuten mit einer Tiefe von 1,5 bis 6 mm oder darüber und einer Breite von 6 bis 25 mm oder darüber als zufriedenstellend erwiesen, wenn sie längs der Oberfläche der Rolle 31 im Abstand von 12 bis 36 mm zueinander angeordnet sind.

Neben dem Vermeiden eines Verziehens der Folie 17 führen die durch die Nuten 41 und 43 bedingten kontinuierlichen, schraubenförmigen Kanäle dazu, daß die eingeschlossenen Gase seitlich zu der Rolle 31 bewegt und längs der Folienkanten an die Außenluft abgegeben werden. Obgleich schraubenförmige Nuten bevorzugt sind, können sich in Ebenen geneigt zu der Achse der Rolle 31 erstreckende ringförmige Nuten zufriedenstellend und mit ähnlichen Ergebnissen angewandt werden. Um sicherzustellen, daß keine Trommeloberfläche mehr als eine Umdrehung macht, ohne in innige Berührung mit der Folie 17 durch die Druckrolle 31 gedrückt zu werden, sollten sich längsseitig zu der Rolle 31 erstreckende oder in Ebenen senkrecht zu der Rollenachse angeordnete Ringnuten vermieden werden.

Die Neigung von Luft und/oder anderen Gasen, zwischen der Folie 17 und der Oberfläche der Trommel 15 eingeschlossen zu werden, wird natürlich dann weniger ausgeprägt sein, wenn der frisch stranggepreßte Strom des geschmolzenen Polymers sogleich in innige Berührung mit der Trommeloberfläche gedrückt wird. z. B. durch den weiter oben beschriebenen Gasstrahl. Es wurde jedoch gefunden, daß sich von den getroffenen Maßnahmen zur Verhinderung eines Einschlusses von Gas zwischen Folie 17 und Trommeloberfläche keine als vollständig zufriedenstellend erwiesen hat. Obgleich die verbleibenden eingeschlossenen Gase zum Verhindern eines schnellen Abschrekkens des stranggepreßten Polymerstroms nicht ausreichend sind, führt doch das allmähliche Anhäufen an dem Spalt zwischen Trommel 15 und der der Oberfläche der

zo Rolle 31 zu nachteiligen Ergebnissen.

Die oberhalb der Rolle 31 austretende Folie 17 wird über eine herkömmliche Abnahmerolle 45 und sodann durch Spaltrollen 47 und 49 entweder weiteren Verarbeitungsstufen oder herkömmlichen, nicht gezeigten Abnahmevorrichtungen geführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen durchsichtiger Folienbahnen mit guter Gleitfähigkeit, bei dem ein bahnförmiger Strom eines geschmolzenen polymeren Thermoplasten, wie Polypropylen, mit mindestens einem Zusatzmittel, wie etwa 0,075 bis 0,125 Gewichtsprozent eines Amides einer natürlichen Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen auf eine bewegte Kühloberfläche gebracht und dort durch schnelle Abkühlung zu einer Folienbahn verfestigt wird, die dann von der Kühloberfläche abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht auf die verfestigte, an der Kühlfläche anliegende Folienbahn in einem quer über die Bahnbreite verlaufenden Bereich ein Druck ausgeübt und dieser Druck vor dem Abnehmen der Folienbahn von der Kühloberfläche aufgehoben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer gleichförmig bewegten Kühlfläche zur Aufnahme des bahnförmigen geschmolzenen Polymerstromes und dessen schneller Abkühlung zu einer festen Folienbahn mit Anordnungen zur dichten Anlegung des Polymerenstroms an die Kühloberfläche sowie einer Einrichtung zur Abnahme der verfestigten Folienbahn von der Kühloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine über die Folienbahnbreite reichende Rolle (31) mit einem Belag (39) aus elastischem Werkstoff, die mit einem einstellbaren Druck gegen die verfestigte, an der Kühlfläche anliegende Folienbahn andrückbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (39) der Rolle (31) schraubenförmige Nuten (41, 43) entgegengesetzter Gangrichtung aufweist, die sich von der Rollenmitte zu deren Enden hin erstrecken.