DE1504726B2 - Verfahren zur verkleinerung der nachteiligen einfluesse beim aufwickeln einer organischen polymeren flachen folien bahn zu einer rolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkleinerung der nachteiligen Einflüsse beim Aufwickeln einer organischen, polymeren, flachen Folienbahn zu einer Rolle, die mindestens einen im wesentlichen geraden, in Längsrichtung verlaufenden Streifen aufweist, dessen Dicke von der durchschnittlichen Dicke der Folie über ihre gesamte Breite abweicht, wobei die Zieheigenschaften von ausgewählten Bereichen der Folie durch Temperaturänderungen mindestens einer vorbestimmten Längsbahn verändert werden und die Folie in Querrichtung gereckt wird.

Bei der Herstellung von organischen, polymeren, flachen Folienbahnen durch Schmelzstrangpressen oder Gießen erzeugt eine dauernde Abweichung der Dicke vom Mittelwert in Längsrichtung verlaufende Streifen, die schlecht geformte Rollen und ein starkes Runzeln der Folie verursachen.

Ein Mittel zur Verteilung der Streifen von Dickenänderungen besteht darin, eine rotierende Ringdüse zu verwenden und eine schlauchförmige Folienbahn strangzupressen oder zu gießen. Ein nachfolgendes Aufschlitzen des Schlauches ergibt eine flache Folienbahn, in welcher die Streifen, deren Dicke vom Mittelwert abweicht, auf eine diagonale Bahn von Rand zu Rand der flachen Folienbahn fallen. Es sind jedoch nicht alle Folienbahnen zweckmäßig einem schlauchförmigen Strangpressen anzupassen, und es ist eine Einrichtung erwünscht, um eine Verteilung der genannten Streifen mit einer Breitschlitzdüse zu erzielen.

Es ist bereits bekannt, die Dickenänderungen über dem Querschnitt der Folienbahn dadurch auf einen sehr engen Toleranzbereich zu reduzieren, daß die heiße Folienbahn vor dem Breitrecken einer Kühlung unterworfen wird, welche für die den einzelnen Querschnittelementen entsprechenden Längsstreifen unterschiedlich ist und von diesen selbsttätig nach Maßgabe ihrer Dicke in dem Sinne gesteuert wird, daß Streifen größerer Dicke eine schwächere und solche geringerer Dicke eine stärkere Kühlung erfahren.

In der bekannten Vorrichtung wird dabei eine Einrichtung verwendet, welche im wesentlichen aus einem quer zur Laufrichtung der Folienbahn angeordneten und ihre volle Breite deckenden Kühlluftverteiler mit einer durchgehenden oder in einzelne Elemente unterteilten Breitschlitzdüse oder einer Gruppe unmittelbar nebeneinanderliegender einzelner Düsen besteht, die der Folienoberfläche mit Hilfe geeigneter Stellmittel bis auf einen geringen Abstand genähert werden können. Das bekannte Verfahren ist nicht in erster Linie darauf abgestellt, glatte Folienrollen zu erhalten, sondern ganz allgemein Dickenänderungen in der Folie über die gesamte Folienbreite selbsttätig auszugleichen, wobei es jedoch nicht möglich ist, diesen Ausgleich wirklich ganz zu erzielen.

Es ist auch bereits bekannt, die Auswirkung der Dickenungleichmäßigkeiten auf die Rolle durch eine Verteilung derselben über die Folienbreite minimal zu machen, was mit geringerem Aufwand möglich ist als der Versuch, die Dickenänderungen völlig zu beseitigen. Hierzu wird die Folienbahn in eine Abschreckflüssigkeit geführt, wobei der Flüssigkeitsstrom zu einem Strahl gebündelt und in einer Bahn hin- und herbewegt wird, die sich quer zur Bewegungsrichtung der Folienbahn erstreckt.

Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die störenden Einflüsse der Längserhebungen auf der Folienbahn nur durch Bildung noch höherer Erhebungen vermieden werden können, wodurch aber die unerwünschten Dickenunterschiede in der Folie noch verstärkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs dargelegte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die Dickenungleichmäßigkeiten auf besoders einfache Art und Weise und unabhängig von ihrer Lage über die Breite der Folienbahn verteilt werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Veränderung der Zieheigenschaften zyklisch erfolgt und dabei der Streifen in seitlicher Richtung abwechselnd gegen einen Rand und sodann gegen den anderen Rand der Folie in einem wellenartigen Muster zyklisch verschoben wird.

Durch die Erfindung wird eine Lösung vorgeschlagen, welche in ihrer Anwendung besonders einfach ist und welche gemäß einer Ausführungsform ohne hin und her bewegliche Bauelemente auskommt.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ausgewählten Bereiche der Folienbahn zyklisch einer Erhitzung unterworfen und weiter kristallisiert.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Folienbahn einer gleichmäßigen Erhitzung in zwei parallelen, sinusförmigen Streifen in Längsrichtung der Folienbahn unterworfen, wobei ein Streifen nahe einem Rand der Folie und der andere Streifen nahe dem gegenüberliegenden Rand der Folie verläuft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Folienbahn durch Heizelemente mit gleicher Wärmeleistung erhitzt, welche in der Bewegungsbahn der Folie nahe jedem Rand der Folie fest angeordnet sind, und die Leistung jedes Heizelements wird kontinuierlich und zyklisch von minimaler auf maximale Leistung und umgekehrt verändert, während die Leistung des nahe dem gegenüberliegenden Rand der Folie angeordneten Heizelementes kontinuierlich und zyklisch im gleichen Rhythmus von maximaler zu minimaler Leistung und umgekehrt verändert wird.

Schließlich läßt man gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf die Folienbahn zwei Strahlen von Kühlluft auftreffen, die auf in Längsrichtung verlaufende Streifen nahe den Rändern der Folienbahn gelenkt wird, und die Strömungsgeschwindigkeiten der Strahlen werden kontinuierlich und zyklisch von einem maximalen auf einen minimalen Wert derart verändert, daß dem Maximum des einen Strahls das Minimum des anderen Strahls entspricht.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische, teilweise verkürzte Ansicht einer Folienbahn, welche der Behandlung durch eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterzogen wird,

Fig. 2 und 3 verschiedene Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.
Gemäß F i g. 1 wird eine Folienbahn 1 mit einem in Längsrichtung verlaufenden, im wesentlichen geraden Streifen 6 (zur Vereinfachung der Darstellung als Linie dargestellt), dessen Dicke von der durchschnittlichen Dicke der Folie abweicht, durch einen Bereich 2 geführt, in welchem sie erhitzt und in Querrichtung auf das erwünschte Ausmaß der Folienbahn 3 gereckt wird. Elektrische Heizelemente 4 und 5 sind quer zur Folienbahn 1 beweglich am Randbereich der Folienbahn 1 angeordnet.

Befindet sich das Heizelement 4 in einer Stellung a vollständig oberhalb der Folienbahn 1, so liegt das Heizelement 5 vollständig seitlich der Folienbahn 1 in einer Stellung d. Die beiden Heizelemente 4 und 5 bewegen sich gleichzeitig und nehmen anschließend die Stellung b bzw. b' und c bzw. d ein. Den beiden Heizelementen 4 und 5 wird eine konstante Leistung zugeführt, so daß das Ausmaß der Erhitzung und daher das Ausmaß der Randveränderung eine Funktion des Abstandes der Heizelemente 4 und 5 von der Folienbahn 1 ist. Die zyklische Erwärmung verhindert das Auftreten von geradlinig verlaufenden Streifen in der gereckten Folienbahn 3. Zur bequemeren Darstellung ist der Streifen 6 unterschiedlicher Dicke (es können natürlich mehrere Streifen vorhanden sein und sind es auch im allgemeinen) als eine im wesentlichen gerade Linie in gleichem Abstand von und parallel zu den Rändern der Folienbahn 1 und als Wellenlinie 7 in der gereckten Folienbahn 3 dargestellt.

Befindet sich das Heizelement 4 in einer Stellung a über der Folienbahn 1, so erhitzt es die teilweise kristallisierte Folie, in welcher die Kristallisierung vorher durch eine Reckung in einer ersten Richtung ausgelöst wurde, so daß eine weitere Kristallisierung eintritt. Diese weitere Kristallisierung ergibt zähe Bereiche nahe dem Heizelement 4. Das Ausmaß der weiteren Kristallisierung und dementsprechend die Erhöhung der Zähigkeit ist eine Funktion des Ausmaßes der Erhitzung. Daher ändert sich die Zähigkeit von einem Maximum allmählich auf den Betrag des unveränderten Wertes, wenn sich das Heizelement 4 über den Rand der Folienbahn 1 und sodann von diesem wegbewegt. Wenn die Folienbahn 1 die hin- und hergehenden Heizelemente 4 und 5 verläßt, gelangt sie zum Recken in Querrichtung sofort in einen nicht dargestellten Spannrahmen, wo sie an jedem Rand durch Spannklemmen erfaßt wird, welche auf divergierenden Schienen laufen. Während dieses Reckens wird der Randteil der Folie mit vergrößerter Zähigkeit nicht so leicht gereckt, als wenn er nicht erhitzt worden wäre. Wenn sich daher das Heizelement 4 in der Stellung α befindet, wird der Streifen 6 der Folienbahn 1 durch das Recken in die Stellung a" in der gereckten Folienbahn 3 verschoben. Wenn sich umgekehrt das Heizelement 5 vollständig über der Folienbahn 1 in der Stellung c' befindet, ergibt sich eine maximale Zähigkeit des Randes, und dadurch wird der Streifen nach c" auf der gereckten Folienbahn 3 verschoben. Knotenpunkte b" auf der gereckten Folie ergeben sich aus gleicher Veränderung der gegenüberliegenden Ränder der Folie, wodurch keine seitliche Verschiebung des Streifens 6 eintritt.

Ein kritisches Merkmal der Wärmeanwendung zur Veränderung der Ränder einer Folie, um eine Hin- und Herverschiebung der Streifen zu bewirken, besteht darin, daß die Folie an der Erhitzungsstelle nur unvollständig kristallisiert sein darf und durch diese Erhitzung weiter kristallisiert werden muß. Daher muß das Ausmaß der Erhitzung durch die Heizelemente beachtet werden. Es hat sich bei der Herstellung von Polyäthylenterephthalat-Folien als wirksam herausgestellt, zwei Heizelemente mit einem Leistungsvermögen von 1 kW an beiden Randbereichen zu verwenden, welche in einem Abstand von 1,27 bis 3,81 cm zur Folienbahn angeordnet sind. Dadurch wird ein maximaler Temperaturanstieg von 5 bis 20° C bewirkt, was einen Temperaturanstieg in der Folie von etwa 65 auf 77° C hervorruft, wobei sich ein entsprechender Anstieg im Kristallisierungsgrad ergibt. Das geeignete Erhitzungsgleichgewicht zur Erzielung der hin- und her verschobenen Streifen bei jedem gegebenen Folienmaterial ist von einem Fachmann leicht einzustellen.

Die wulstartig veränderten Bereiche nahe dem Rand der Folienbahn können abgetrennt und wieder verwendet werden. Die anfallenden Mengen sind jedoch unbedeutend in bezug auf die Folienmenge, welche sonst bei als Ausschuß betrachteten Rollen anfällt, die wieder verarbeitet werden müssen oder besondere Aufmerksamkeit und Behandlung in Form von Aufschlitzen und Wiederaufwickeln erfordern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Heizelemente fest an entsprechenden Stellen oberhalb gegenüberliegender Ränder der Folienbahn angeordnet und eine oder mehrere veränderliche Kühlluftdüsen sind nahe gegenüberliegenden Rändern der Folienbahn vorgesehen, so daß die Kühlluft abwechselnd auf gegenüberliegende Ränder der Folienbahn auftrifft.

Gemäß Fig. 2 sind zwei Heizelemente 8 und 9 fest gegenüber der bewegten Folienbahn 1 angeordnet. Eine abwechselnde Randveränderung wird durch eine zyklische Leistungszuführung zu den Heizelementen 8 und 9 mittels eines Reglers 10 erzielt, welcher durch den Wendemotorantrieb 11 über eine mechanische, bei 12 angedeutete Kupplung angetrieben wird. Der Regler 10 besteht vorzugsweise aus einem regelbaren Transformator. Ein Drehkontaktarm ist mechanisch mit dem Wendemotorantrieb 11 gekoppelt. Dieser Antrieb ist mit elektrisch betätigbaren Kupplungen mit einem geeigneten Zahnradantriebsmechanismus ausgestattet, um eine augenblickliche Umkehrung des Rotors des Transformators ohne Anhalten des Motors zu ermöglichen. Dadurch wird eine kontinuierliche Veränderung vom Maximum zum Minimum der Leistungszuführung zu einem der Heizelement 8, 9 und vom Minimum zum Maximum der Leistungszuführung zu dem anderen Heizelement erzeugt. Die Heizelemente 8 und 9 sollten direkt innerhalb des Randes der Folienbahn 1 angeordnet sein, so daß beim Maximum ein Streifen mit einer Breite von etwa 2,5 bis 7,6 cm in Abhängigkeit vom Ausmaß der gewünschten Randveränderung erhitzt wird. Die in Fig. 2 dargestellten Heizelemente 8 und 9 werden zwar vorzugsweise gerade vor dem Beginn der Querreckung wirksam, können jedoch auch im Inneren des Spannrahmenofens angeordnet sein, um die Ränder während des Reckens zu erwärmen. In letzterem Fall muß größere Sorgfalt angewendet werden, um eine übermäßige Erhitzung zu vermeiden, welche zusätzlich zu der Erhitzung des Ofens eine unzulässige Erweichung und ein Zerreißen der Folie unter Spannung bewirken würde.

Das in F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel, bei welchem veränderliche Kühlluftdüsen verwendet werden, beruht auf der Aushärtung von Streifen längs der Folienränder während des Reckens im Spannrahmenofen. Ein Ofen 16 ist mit Einrichtungen zum Erhitzen einer Folienbahn 15 während des Reckens durch schematisch dargestellte Spannketten 17 und 18 versehen, welche Kettenklemmen zum Ergreifen der Ränder der Folienbahn 15, während diese längs divergierender Spuren laufen, aufweisen. Die Spannketten 17 und 18 werden durch Kettenzahnräder 19 und 20 angetrieben. Unter Druck stehende Kühlluft

wird aus einer Leitung 21 von einem Ventil 22 verteilt, dessen Betätigungsvorrichtung bei 23 schematisch angedeutet ist, wobei die Kühlluft abwechselnd in Düsen 24 und 25 gelangt. Die Düsen 24 und 25 sind über gegenüberliegenden Rändern der Folienbahn 15 im Anfangsbereich der Reckzone angeordnet. Die aus den Düsen 24 und 25 austretende Luft trifft auf einen schmalen Bereich der Folienbahn 15 parallel zu den Spannketten 17 und 18 längs der divergierenden Bahn an jedem Rand der Folienbahn 15. Die Auftreffrichtung soll so gegen die Ränder weisen, daß eine Turbulenz vermieden wird, welche eine ungleichförmige Erhitzung der Mittelteile 26 der Folienbahn 15 bewirken würde. Je nach Wunsch können Abschirmungen verwendet werden, um eine Zirkulation der Kühlluft über die erhitzten Mittelabschnitte der Folienbahn 15 zu verhindern. Das Ventil 22 kann ein einfaches Verteilerventil sein, welches die Strömung der Luft zwischen den gegenüberliegenden Düsengruppen verteilt, oder es kann aus zwei Nadelventilen bestehen, welche so gekoppelt sind, daß bei Schließung des einen das andere geöffnet wird. Die erzielte Wirkung besteht darin, daß die Luftströmung allmählich vom Maximum auf das Minimum abnimmt und auf die Düsengruppe auf der gegenüberliegenden Seite überwechselt, wodurch eine gleichförmig wechselnde Veränderung an jedem Folienrand erzielt wird. Die Kühlung der Streifen längs der Folienränder bewirken eine Veränderung in der Zähigkeit der Randbereiche der Folienbahn 15 und im Widerstand gegen die Reckung in der Nachbarschaft der Spannklemmen, um die sinusförmige Verschiebung der Streifen zu erzielen. Wenn eine Umschaltung des Ventils 22 erforderlich ist, kann diese durch die in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Anordnung aus Zahnradvorgelege und Kupplung vorgenommen werden. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß es bei Folienbahnen anwendbar ist, die nicht kristallisiert werden, oder, wenn sie einmal kristallisiert sind, nicht weiter kristallisiert werden können.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es bei der Herstellung von flachen Folienbahnen anwendbar ist. Dies ermöglicht die Herstellung von glatten, runzelfreien Rollen, wenn Streifen unterschiedlicher Dicke auf andere Weise nicht beseitigt werden können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verkleinerung der nachteili- so gen Einflüsse beim Aufwickeln einer organischen, polymeren, flachen Folienbahn zu einer Rolle, die mindestens einen im wesentlichen geraden, in Längsrichtung verlaufenden Streifen aufweist, dessen Dicke von der durchschnittlichen Dicke der Folie über ihre gesamte Breite abweicht, wobei die Zieheigenschaften von ausgewählten Bereichen der Folie durch Temperaturänderungen mindestens einer vorbestimmten Längsbahn verändert werden und die Folie in Querrichtung gereckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Zieheigenschaften zyklisch erfolgt und dabei der Streifen in seitlicher Richtung abwechselnd gegen einen Rand und sodann gegen den anderen Rand der Folie in einem wellenartigen Muster zyklisch verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Folienbahn teilweise kristallisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Bereiche der Folienbahn zyklisch einer Erhitzung unterworfen und weiter kristallisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn einer gleichförmigen Erhitzung in zwei parallelen, sinusförmigen Streifen in Längsrichtung der Folienbahn unterworfen wird, wobei ein Streifen nahe einem Rand der Folie und der andere Streifen nahe dem gegenüberliegenden Rand der Folie verläuft.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn durch Heizelemente mit gleicher Wärmeleistung erhitzt wird, welche in der Bewegungsbahn der Folie nahe jedem Rand der Folie fest angeordnet sind, und daß die Leistung jedes Heizelements kontinuierlich und zyklisch von minimaler auf maximale Leistung und umgekehrt verändert wird, während die Leistung des nahe dem gegenüberliegenden Rand der Folie angeordneten Heizelements kontinuierlich und zyklisch im gleichen Rhythmus von maximaler zu minimaler Leistung und umgekehrt verändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Folienbahn zwei Strahlen von Kühlluft auftreffen läßt, die auf in Längsrichtung verlaufenden Streifen nahe den Rändern der Folienbahn gelenkt wird, und daß die Strömungsgeschwindigkeiten der Strahlen kontinuierlich und zyklisch von einem maximalen auf einen minimalen Wert derart verändert werden, daß dem Maximum des einen Strahls das Minimum des anderen Strahls entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen