DE1704425C3 - Verfahren zum Glätten von Filmrändern und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten Von Filmrändern, die im Zuge einer Verstreckung eines Filmes aus einem organischen Polymeren durch (tie Filmränder ergreifende Spannkluppen deformiert Wurden, wobei bei der Verstreckung der Film zunächst in Längsrichtung und dann in Querrichtung verstreckt lind die Filmränder nach dem Lösen der Spannkluppen in Anschluß an die Querverstreckung auf eine Temperatur erwärmt werden, die zwischen der Temperatur beim Längsverstrecken und der Schmelztemperatur des Polymeren liegt.

Bei der herkömmlichen Herstellung von in zwei Richtungen orientierten organischen Polymerfilmen, Wie z. B. Polyäthylenterephthalatf Urnen, wird der zunächst in einem weitgehend amoiphen Zustand φ-liegende Film zwischen Walzen, die sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, zunächst in Längsrichtung in dem gewünschten Ausmaße verstreckt bzw. gereckt. Dann wird der Film in einer Vorrichtung mit Spannkluppen bzw. Mitnehmern, welche die Filmränder ergreifen und längs eines divergierenden Weges führen, in Querrichtung verstreckt bzw. gereckt. Nach der Querverstreckung wird der Film dann

wärmefixiert.

Wenn die Spannkluppen bzw. Mitnehmer, die den Film in der Querreckzone ergreifen, zusammen mit dem Film in die Wärmefixierungszone wandern, erstehen beim Ergreifen der Filmränder keine Schwie rigkeiten. Wenn jedoch die Spannkluppec bzw. Mitnehmer, die den Film in der Reckzone festhalten, nach der Reckzone geöffnet und von dem Film entfernt werden, so daß der Film in der Wärmefixierungszone

ι» von einer anderen Spannkluppengruppe erfaßt werden muß, ergeben sich Schwierigkeiten beim Ergreifen der Filmränder in der Wärmefixierungszone. Diese Schwierigkeiten sind darauf zurückzuführen, daß die Seitenränder des Filmes während des Ver-

»5 Streckens bzw. Reckens länger geworden sind als der Mittelteil des Filmes, so daß die Filmränder wellig werden und sich krümmen. Wenn diese Filmränder dann ein zweites Mal ergriffen werden müssen, werden sie nur unvollständig von den Spannkluppen der Mitnehmer erfaßt, da diese sich nur wenig öffnen lassen und die gekrümmten und gewellten Filmränder teilweise gegen die Stirnseiten der Spannkluppen anstoßen, anstatt sich ungehindert zwischen ihre Backen zu schieben.

Die Filmränder müssen beispielsweise dann ein zweites Mal ergriffen werden, wenn der Polymerfilm nach dem in der bekanntgemachten niederländischen Patentanmeldung Nr. 66/16692 beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Bei diesem Verfahren wird

der Film, der aus einem orientierbaren organischen Polymeren besteht, in zwei Richtungen verstreckt bzw. gereckt und dann in entgegengesetzter Richtung durch eine Wärmefixierungszone geführt, so daß das freie Ende des Filmes zuerst in die Wärmefixierungs zone eintritt.

Ein zweimaliges Ergreifen des Filmes ist auch bei einem herkömmlichen Verfahren erforderlich, bei dem die Reckung und Wärmefixierung in getrennten Einheiten durchgeführt werden, zwischen denen eine Trennzone liegt, die der Film durchläuft, ohne daß dabei die Filmränder festgehalten werden. Häufig ist eine ähnliche Einrichtung bevorzugt, bei dem zum Recken des Filmes eine erste Gruppe von Mitnehmern und bei der Wärmefixierung eine zweite Gruppe von Mitnehmern be/orzugt wird, da die Anforderungen an die Mitnehmer bei der Querreckung des Filmes höher sind als die Anforderungen, denen die Mitnehmer bei der Wärmefixierung des Filmes genügen müssen. Zudem unterscheiden sich die Temperaturen in beiden Zonen beträchtlich voneinander (z. B. 80 bis 150° C in der Reckzone und 195 bis 240° C in der Wärmefixierungszone), so daß sich die Mitnehmer bei einem kontinuierlichen Durchlauf durch beide Zonen jedesmal erwärmen und wieder abkühlen müssen.

Schwierigkeiten entstehen auch beim Aufspulen solcher Filme, das durch die wellenförmigen Filmränder erschwert wird. Um ein zufriedenstellendes Aufspulen des Filmes zu ermöglichen, werden die Filmränder normalerweise beschnitten, wobei an beiden Rändern ei > Filmes ein Verlust in Kauf genommen werden muß, wenn der Film nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird.

Das Beschneiden der Filmränder nach der Wärmefixierung oder nach der Wärmeentspannung wird auch

e₅ aus einem anderen Grunde durchgeführt. In der Praxis ist man nämlich bestrebt, Filme mit einer gleichmäßigen Dicke oder mit über die gesamte Breite gleichmäßigen mechanischen Eigenschaften herzustellen. Die-

sen Anforderungen genügen solche Filmränder jedoch nicht.

Aus der USA.-Patentschrifl 3 261903 ist bereits ein Verfahren zum Glätten der Filmränder bekannt, die im Zuge einer Verstreckung des Filrr₄es aus einem organischen Polymeren durch die Filmränder ergreifende Spannkluppen deformiert wurden, bei dem der Film zunächst in Längsrichtung und dann in Querrichtung verstreckt und die Filmränder nach dem Lösen der Spannkluppen im Anschluß an die Querverstrekkung auf eine Temperatur erwärmt werden, die zwischen der Temperatur beim Längsverstrecken und der Schmelztemperatur des Polymeren liegt. Bei diesem Verfahren werden die Filmränder, deren Dicke von innen nach außen zunimmt, über ihre gesamte Breite gleichmäßig durch Heißluft erwärmt. Damit ist es jedoch nicht möglich, die Wellenbildung in den Filmrändern in dem gewünschten Maße zu beseitigen, so daß auch bei nach diesem Verfahren behandelten Filmen noch mindestens zum Teil die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum Glätten der Filmränder, die im Zuge einer Verstreckung des Films aus einem organischen Polymeren durch die Filmränder ergreifende Spannkluppen deformiert wurden, anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, die durch die Verstreckung gewellten Filmränder einwandfrei zu glätten, so daß der Film bei den nachfolgenden Verfahrensschritten völlig einwandfrei gehandhabt werden kann, ohne daß Randverluste in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren des eingangs geschilderten Typs erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erwärmung der Filmränder zu den Kanten hin intensiviert wird.

Auf diese Weise ist es möglich, die durch das Verstrecken gewellten bzw. gekrümmten Filmränder auf technisch einfache und dennoch wirksame Weise einwandfrei zu glätten, so daß ein Film erhalten wird, der sich in den nachfolgenden Verfahrensschritten störungsfrei handhaben läßt. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn die Erwärmung der Filmränder vor der Wärmefixierung des Filmes durchgeführt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als organisches Polymeres ein Polyester verwendet, der zu mindestens 80% aus sich wiederholenden Äthylenterephthalateinheiten besteht.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend geschilderten Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Anschluß an die Querverstreckungszone zu beiden Seiten des Filmes Heizeinrichtungen für die differentielle Erwärmung der Filmränder angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist diese Vorrichtung als Heizeinrichtungen Infrarotstrahler auf, die vorzugsweise mit einer Verkleidung versehen sind, die eine schlitzähnliche Öffnung (Lippen) zur Aufnahme der Filmränder aufweist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die angestrebte Glättung der Filmränder mit der gewünschten Perfektion erzielt, weil dabei die maximale Wärme auf den Bereich des Filmrandes einwirkt, der die größte Dicke aufweist, während auf den dünneren Filmteil eine geringere Wärme einwirkt.

Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Herstellung eines orientierten Polymerfilmes und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung zur Schrumpfung der Filmränder.

Nach dem in Fig. 1 erläuterten Verfahren wird ein Polyäthylenterephthalatfilm 9 durch einen Extruder 10 extrudiert und über Kühlwalzen 11 durch eine Längsreckzone 12, eine^Querreckzone 13, in der die Filmränder von mehreren Spannkluppen bzw. Mitnehmern ergriffen werden, die dicht hintereinander angeordnet sind und divergierenden Wegen folgen, durch eine Zone 14 zum Glätten der Filmränder und

*5 von dort zu einer Aufspulstation 15 geführt.

Wenn eine genügende Filmlänge aufgespult ist, wird der Film durchgetrennt. Die Filmspule 16 wird aus der Aufspulstation herausgenommen und in eine Abspulstation 19 eingesetzt. In dieser wird der Film

zo kontinuierlich abgespult und längs des in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Weges durch eine Wärmefixierungszone 17 und eine Wärmeentspannungszone 18 zu einer Aufspulstation 20 geführt. Die herausgenommene Spule 16 wird in der Aufspulstation 15 sofort durch eine leere Spule ersetzt, so daß die verschiedenen Fertigungsvorgänge kontinuierlich verlaufen. Das erwähnte Verfahren zur Wärmefixierung des Filmes in entgegengesetzter Richtung ermöglicht die Herstellung eines orientierten, linearen Polymerfilmes von großer Breite, wobei die Anisotropie in jedem Punkt des Filmes unter 1,10 liegt.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Zone 14 dargestellt. Zu beiden Seiten des Filmes 9 ist ein Infrarotstrahler 21 angeordnet. Die Strahler sind mit einer länglichen, rohrförmigen Strahlungsquelle 22, die elektrisch beheizt ist, und mit einem Reflektor 23 ausgerüstet, die beide in einem Metallgehäuse 24 untergebracht sind.

Das Gehäuse 24 ist auf der dem Film zugewandten Seite mit einer durch Lippen 25 und 26 gebildeten Längsöffnung versehen. Die Randteile des Filmes werden in der Mitte zwischen den Lippen hindurchgeführt.

Die Kanten des Filmes werden auf die höchstmögliehe Temperatur erwärmt, da sie der Strahlung der Quelle 22 direkt ausgesetzt sind. Die Temperatur des Filmes nimmt in Richtung von den Kanten weg allmählich ab, da der Betrag der direkten Strahlung entsprechend kleiner wird. Die Lippen 25 und 26 reflektieren einen bestimmten Betrag der Strahlung und führen die von der Strahlung erwärmte Luft derart, daß die Erwärmung des Filmes auf einen bestimmten Randteil des Filmes beschränkt wird.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung veranschaulichen.

Ein nicht orientierter Polyäthylenterephthalat-FiIm, der durch einen Schlitz von einer Länge von 480 mm und einer gleichförmigen Breite von 2 mm extrudiert wird, wird zunächst bei einer Temperatur von 85° C in Längsrichtung um das 3,7fache und dann bei einer Temperatur von 88° C in Querrichtung um das 3,4fache gereckt. Wenn der Film die zu der Querreckvorrichtung gehörenden Mitnehmer verläßt, läuft er mit einer Geschwindigkeit von 8 m/min.

6_S Die Dehnung der Filmränder nach der in zwei Richtungen erfolgten Reckung, die in aufeinanderfolgenden Abständen von der Filmkante über eine Länge von einem Meter gemessen wurde, zeigte auf jeder

Seite folgende Werte:

Dehnung: 14 mm Abstand von der Kante: 0 cm

12 mm 1 cm

7 mm 2 cm

2 mm 3 cm

0 mm 4 cm

Wenn der Film nach Verlassen der Querreckzone dem Verfahren gemäß der Erfindung unterworfen wurde, indem seine Ränder durch die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung geführt werden, bei der die Länge der Lippen 1 m, die Breite 3 cm und die Temperatur der Heizkörper 22 etwa 120° C beträgt, ist die Welligkeit der Filmränder verschwunden, und es treten keine Schwierigkeiten auf, wenn die Mitnehmer in der Wärmefixierungszone die Filmränder ergreifen oder wenn der Film aufgespult wird, bevor er in entgegengesetzter Richtung durch die Wärmefixierungszone geführt wird.

Die Erwärmung der Filmränder kann auch zwischen dem Reckvorgang und der Wärmefixierung des Filmes vorgenommen werden, wenn die Filmkanten zwischen der Reck- und Wärmefixierungszone von den Mitnehmern erfaßt bleiben, um nach der Wärmefixierung des Filmes glattere Ränder zu erzielen.

Die Erwärmung der Filmränder kann auch nach der Wärmefixierung des Filmes erfolgen, bevor die Kanten beschnitten werden.

Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich Filme mit größerer nutzbarer Breite herstellen, da nur ein geringerer Teil des Kantenmaterials, welcher nicht genügend glatt und eben ist, entfernt werden muß.

Es sei darauf hingewiesen, daß der obenerwähnte Gewinn an nutzbarer Breite des Filmes sich auf die Ebenheit des Filmes in Querrichtung bezieht.

Bei bestimmten Anwendungsfällen, wie z. B. in der Verpackungsindustrie und besonders in der Fotoindustrie, beziehen sich die an den Film gestellten Forderungen außer auf die Ebenheit des Filmes besonders auch auf die Gleichmäßigkeit der mechanischen Eigenschaften des Filmes.

Die Gleichmäßigkeit der mechanischen Eigenschaften an den Filmrändern wird durch die erfindungsgemäße Behandlung nicht oder nur in geringem Ausmaß verbessert, so daß ein beträchtlicher Gewinn an nutzbarer Filmbreite in dieser Hinsicht nicht erwartet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Heizkörper für die Filmränder können auch anders als in der Zeichnung dargestellt gestaltet sein. Die Erwärmung kann auch vorgenommen werden, indem man einen heißen Luftstrom mit Hilfe eines Gebläses auf die Filmränder richtet, indem ein elektrischer Strom durch die Lippen 25 und 26 zur Erzeugung Joulscher Wärme geschickt wird oder durch beliebige andere Mittel. Die Erfindung kann auch bei der Glättung von Filmen mil wulstartigen Rändern Anwendung finden, welche das Ergreifen der Filmränder durch die Mitnehmer in dei Querreckvorrichtung erleichtern. In dieser Hinsicht ist es interessant zu erwähnen, daß die Dehnung dei Filmränder auch dann vor sich geht, wenn ein Film mut wulstartigen Rändern in Querrichtung in einei Vorrichtung gereckt wird, in der eine Kante des Filme: von einem schmalen Längsschlitz aufgenommen wire und der Wulst des Filmes von den den Längsschiit; bildenden Längswänden geführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1. Patentansprüche:

   " 1. Verfahren zum Glätten von Filmrändern, die ' "im Zuge einer Verstreckung eines Filmes aus einem organischen Polymeren durch die Film ränder ergreifende Spannkluppen deformiert wuiden, ^:wobei bei der Verstreckung der Film zunächst in - Längsrichtung und danach in Querrichtung verstreckt und die Filmränder nach dem Lösen der Spannkluppen im Anschluß an die Querverstrekkung auf eine Temperatur erwärmt werden, die zwischen der Temperatur beim Längsverstrecken und der Schmelztemperatur des Polymeren liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Filmränder zu den Kanten hin intensiviert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Filmränder vor der Wärmefixierung des Filmes durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Polymeres ein Polyester verwendet wird, der zu mindestens 80% aus sich wiederholenden Athylenterephthalateinheiten besteht.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Querverstreckungszone zu beiden Seiten des Filmes Heizeinrichtungen (21) für die differentielle Erwärmung der Filmränder angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen (21) als Infrarotstrahier ausgebildet sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen (21) mit einer Verkleidung (24) versehen sind, die eine schlitzähnliche öffnung (Lippen 25, 26) zur Aufnahme der Filmränder aufweist.