DE1779375B1

DE1779375B1 - DEVICE FOR STRETCHING A FILM MADE OF THERMOPLASTIC PLASTIC

Info

Publication number: DE1779375B1
Application number: DE19681779375
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl-Chem Dr Gebler; Siegfried Dipl-Chem Dr Janocha; Walter Dipl-Chem Dr Seifried
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1968-08-03
Filing date: 1968-08-03
Publication date: 1972-05-04
Also published as: NL6911396A; AT298776B; BE736915A; CA946565A; FR2015014A1; CH492540A; SE340882B; LU59215A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strecken einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff mit mehreren durch jeweils zwei Walzen oder Walzenanordnungen gebildeten Streckspalten, wobei die Walzenachsen sich senkrecht zur Durchlaufrichtung der Folienbahn erstrecken.The invention relates to a device for stretching a thermoplastic film web Plastic with several stretching gaps formed by two rollers or roller arrangements each, wherein the roller axes extend perpendicular to the direction of passage of the film web.

Vorrichtungen zur Herstellung längsgestreckter thermoplastischer Folien sind bekannt. Auch sind mehrstufige Streckvorrichtungen beschrieben, bei denen sich die Weiten der Streckspalte verstellen lassen. In den genannten Vorrichtungen erfolgt die Streckung entweder in einem oder mehreren Walzenspalten, d. h. auf einem oder mehreren Streckwegen, wobei bei Verwendung mehrerer Walzenspalte diese jeweils die gleiche Weite aufweisen. Die Art der Dimensionsänderung der Folie während des Streck-Vorganges ist dabei stark verschieden. Während bei Streckung auf kurzem Streckweg der Materialfluß vorwiegend aus der Foliendicke geschieht, erfolgt bei Streckung auf langem Streckweg sowohl eine Dickenais auch eine Breitenabnahme in vergleichbarer prozentualer Größenordnung. Entsprechend der unterschiedlichen Dimensionsänderung der Folie bei den verschiedenen Streckprozessen sind auch, bei gegebenem Längsstreckverhältnis, die Orientierungseffekte und damit die Eigenschaften der Folie unter- schiedlich.Devices for producing longitudinally stretched thermoplastic films are known. Also are described multi-stage stretching devices in which the widths of the stretching gaps are adjusted permit. In the devices mentioned, the stretching takes place either in one or more roller nips, d. H. on one or more stretching paths, with the use of several roller gaps these each have the same width. The type of dimensional change in the film during the stretching process is very different. During stretching, the material flow over a short stretching path occurs mainly from the film thickness, when stretching over a long stretching path, both a thickness is achieved also a decrease in width in a comparable percentage order of magnitude. According to the different dimensional changes of the film in the different stretching processes are also at given longitudinal stretching ratio, the orientation effects and thus the properties of the film different.

Vorrichtungen mit engem Spalt liefern keine oder nur minimal spleißfähige Folien, da infolge der geringfügigen Breitenkontraktion keine maximalen Orientierungseffekte auftreten. Die großen Streckgeschwindigkeiten im engen Spalt lassen darüber hinaus notwendige hohe Längsstreckverhältnisse in Verbindung mit wirtschaftlich interessanten Abzugsgeschwindigkeiten nicht zu. Devices with a narrow gap deliver no or only minimally splicable foils, because of the slight contraction in width, no maximum orientation effects occur. The high stretching speeds In addition, in the narrow gap, the necessary high longitudinal stretching ratios in connection with economically advantageous take-off speeds do not permit.

Dagegen liefern Vorrichtungen mit weitem Spalt im Vergleich zu solchem mit engem hohe Orientierungseffekte. Streckverhältnisse und Abzugsgeschwindigkeiten werden durch die Anordnung nicht begrenzt. Dagegen ist die Endbreite der Folie infolge der starken Breitenkontraktion stark reduziert. Es läßt sich daraus erkennen, daß die für den Gebrauchswert einer gestreckten Folie entscheidenden Eigenschaften wie Enddimensionen, Festigkeit, Dehnung, Spleißneigung miteinander im Zusammenhang stehen und bei gegebenem Rohstoff eine Funktion der jeweils eingesetzten Vorrichtung sind.In contrast, devices with a wide gap provide high orientation effects compared to devices with a narrow gap. The arrangement does not limit the stretching ratios and take-off speeds. In contrast, the final width of the film is due the strong contraction in width greatly reduced. It can be seen from this that the for use value a stretched film has decisive properties such as final dimensions, strength, elongation, Splicing tendencies are related to each other and, for a given raw material, a function of each used device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streckvorrichtung zu entwickeln, mit der das Verhältnis der Breiten- und Dickenabnahme einer Folie und infolgedessen deren erzielbare Eigenschaften bei gegebenem Längsstreckverhältnis beliebig eingestellt werden können.The invention is based on the object of developing a stretching device with which the ratio the decrease in width and thickness of a film and, as a result, its achievable properties given longitudinal stretching ratio can be set as desired.

Die Aufgabe wird bei der eingangs geschilderten Vorrichtung dadurch gelöst, daß, in Durchlaufrichtung der Folienbahn gesehen, mindestens ein enger Streckspalt vor einem oder mehreren weiten Streckspalten angeordnet ist.In the device described above, the object is achieved in that, in the direction of passage Seen the film web, at least one narrow stretch gap before one or more wide ones Stretch gaps is arranged.

Unter Walzenanordnungen sind in diesem Zusammenhang beispielsweise Quetschwalzenpaare oder ähnliche Walzensysteme zu verstehen.In this context, roller arrangements include, for example, pairs of squeeze rollers or to understand similar roller systems.

Es wurde nun gefunden, daß die Kombination bekannter Streckanordnungen zu einem Zwei- oder Mehrstufenprozeß, bei dem die Streckung im engen Spalt vor der Streckung im weiten Spalt erfolgt, in Abhängigkeit von der Aufteilung des Gesamtstreckverhältnisses auf die Streckstufen eine überraschend große Variationsmöglichkeit in der Steuerung der Breiten- und Dickenabnahme zur Folge hat. Die Vorrichtung eignet sich deshalb nicht nur zur Herstellung nicht spleißfähiger oder stark spleißfähiger Folien, sondern auch zur Herstellung von Folien mit ganz bestimmter Spleißneigung verbunden mit großer Festigkeit.It has now been found that the combination of known stretching arrangements to form a two or Multi-stage process in which the stretching in the narrow gap takes place before the stretching in the wide gap, in Depending on the distribution of the total stretching ratio among the stretching stages, a surprising result large variation possibilities in the control of the decrease in width and thickness result. the The device is therefore not only suitable for the production of non-spliceable or highly spliceable ones Foils, but also for the production of foils with a very specific tendency to splice associated with great strength.

Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen kann die monoaxiale Streckung einer Folienbahn in einer Weise durchgeführt werden, die über die Möglichkeiten der bekannten Streckanlagen weit hinausgeht. Durch das Verhältnis der Streckungen auf kurzem und auf langem Streckweg können die Eigenschaften der Folienbahn weitgehend gesteuert werden. Eine hohe Verstreckung im engen Streckspalt bringt, bezogen auf die Endfolie, eine erhöhte Dickenabnahme verbunden mit einer reduzierten Breitenkontraktion mit sich. Daraus ergeben sich geringe Spleißneigung und hohe Reißdehnung bei guter Reißfestigkeit. Eine Verschiebung des Streckverhältnisses zugunsten der Nachstreckung auf dem langen Streckweg verändert die Folieneigenschaften in Richtung höherer Spleißneigung und geringer Reißdehnung bei gleichbleibend hoher oder erhöhter Reißfestigkeit.With the devices according to the invention, the monoaxial stretching of a film web in one Way to be carried out, which goes far beyond the possibilities of the known stretching systems. The properties the film web are largely controlled. A high stretching in the narrow stretching gap brings, related on the end film, an increased decrease in thickness combined with a reduced contraction in width with himself. This results in a low tendency to splice and high elongation at break with good tear strength. One Shift in the stretching ratio in favor of post-stretching on the long stretching path the film properties in the direction of a higher tendency to splice and lower elongation at break while remaining the same high or increased tear strength.

In der Ausstoßleistung für Folienbahnen bestimmter Enddicke und gegebener hoher Abzugsgeschwindigkeit ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung den bekannten Vorrichtungen zusätzlich überlegen. Bedingt durch die geringe Breitenkontraktion und die starke Dickenabnahme bei der ersten Streckstufe im engen Spalt, ist die Ausstoßleistung höher als beim Einstufenstreckprozeß auf einem langen Weg. Gegenüber der Einstufenstreckung im engen Spalt gibt es bei Aufteilung der Streckung in der beschriebenen Weise keine Begrenzungen in der Durchlaufgeschwindigkeit und in den maximalen Längsstreckverhältmssen. Es können Abzugsgeschwindigkeiten bis zur Handhabungsgrenze von etwa 200 m/min und darüber hinaus erreicht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders gut zum Strecken von Folienbahnen aus einem Polyolefin, einem Olefin-Copolymer oder einer Polymerisatmischung mit einem Anteil an Polyolefin.In the output for film webs of a certain final thickness and a given high take-off speed the device according to the invention is additionally superior to the known devices. Conditional due to the small contraction in width and the strong decrease in thickness during the first stretching stage in the narrow gap, the output is higher than in the single-stage stretching process on a long way. Opposite to the one-step stretching in the narrow gap is given when the stretching is divided into the one described So there are no limits in the throughput speed and in the maximum longitudinal stretching ratios. Withdrawal speeds up to the handling limit of around 200 m / min and beyond can be achieved. The inventive Device is particularly suitable for stretching film webs made of a polyolefin, an olefin copolymer or a polymer mixture with a proportion of polyolefin.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing.

A b b. 1 zeigt schematisch die Vorrichtung in allgemeiner Form in Seitenansicht und Draufsicht;A b b. Fig. 1 shows schematically the device in general form in side view and plan view;

Abb. 2,3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen in Seitenansicht. Fig. 2, 3 and 4 show further embodiments in side view.

Die Vorrichtung besteht gemäß A b b. 1 in derThe device consists according to A b b. 1 in the

einfachsten Ausführung im wesentlichen aus einem Streckwalzenpaar 2, 3, einer Heizvorrichtung 5 und einem kraftschlüssigen Abzugswalzenpaar 6. Eine Folienbahn 1 läuft über die beheizbare Walze 2 in einen Streckspalt 4, der durch die getrennt ange- S triebenen Walzen 2 und 3 gebildet wird. Die Walze 3 kann gekühlt werden. Der Walzenabstand 4 ist in einem Bereich von völligem Kontakt bis zu wenigen Zentimetern verstellbar. Er ist vorzugsweise auf einen Abstand von unter 1 cm eingestellt. Die Beheizung der Folienbahn 1 während der zweiten Streckstufe in einem aus den Walzenpaaren 2, 3 und 6 gebildeten weiten Spalt 7 kann durch Kontaktwärme, Strahlung oder Heißluft geschehen. Bevorzugt wird ein Heißluftkanal verwendet. Der Abstand der Streckwalzenpaare 2, 3 und 6 muß mindestens in der Größenordnung der Folienbreite liegen, er kann jedoch auch mehrere Meter betragen.The simplest embodiment essentially consists of a pair of drafting rollers 2, 3, a heating device 5 and a non-positive pair of take-off rollers 6. A film web 1 runs over the heatable roller 2 in a stretching gap 4, which is formed by the separately driven rollers 2 and 3. The roller 3 can be cooled. The roller spacing 4 is in a range from full contact to a few Adjustable in centimeters. It is preferably set to a distance of less than 1 cm. The heating of the film web 1 formed from the pairs of rollers 2, 3 and 6 during the second stretching stage wide gap 7 can be done by contact heat, radiation or hot air. A hot air duct is preferred used. The distance between the draft roller pairs 2, 3 and 6 must be at least in the order of magnitude the width of the film, but it can also be several meters.

Der Einlauf einer Folienbahn 8 gemäß Abb. 2 in einen Streckspalt 12, der durch eine Heizwalze 11 und ein Walzentrio 13 gebildet wird, erfolgt über ein Walzentrio 9 und eine Umlenkwalze 10. Das Walzentrio 13 hat gemäß der gewünschten Streckung eine entsprechend höhere Geschwindigkeit als die Heizwalze 11. Zwischen dem Walzentrio 13 und einem weiteren Walzentrio 16 erfolgt unter Beheizung mit einem Heizofen 15 die zweite Streckung in einem weiten Streckspalt 17.The entry of a film web 8 according to FIG. 2 into a stretching gap 12, which is formed by a heating roller 11 and a roller center 13 is formed, takes place via a roller center 9 and a deflection roller 10. The Walzentrio 13 has a correspondingly higher speed than that according to the desired stretching Heating roller 11. Between the roller center 13 and a further roller center 16 takes place with heating the second stretching in a wide stretching gap 17 with a heating furnace 15.

Wenn Folienbändchen hergestellt werden sollen, wird nach dem Walzentrio 13 die Aufteilung der Folienbahn 8 mit einer Schneidevorrichtung 14 vorgenommen. If foil strips are to be produced, the division of the Film web 8 made with a cutting device 14.

An Stelle der Heizwalze 11 in A b b. 2 kann auch in bekannter Weise ein Heizwalzensystem 18 in der in A b b. 3 dargestellten Form gewählt werden. In dieser Anordnung findet die erste Streckung in einem Spalt 20 zwischen Walzen 19,21 und die zweite Streckung zwischen der Walze 21 und einem Abzugswalzensystem 23 in einem Streckspalt 24 unter Beheizung mittels einer Heizvorrichtung 22 statt. Bei dieser Anordnung erfolgt beispielsweise die Aufteilung der Folienbahn in Bändchen nach der Gesamtstreckung mit einer Schneidevorrichtung 25. Eine Aufteilung der Folienbahn an dieser Stelle ist jedoch nur dann zweckmäßig, wenn das Längsstreckverhältnis nicht sehr groß ist und die monoaxial gestreckte Folienbahn sich noch einwandfrei schneiden läßt.Instead of the heating roller 11 in A b b. 2 can also be a heating roller system 18 in the known manner in A b b. 3 can be selected. In this arrangement the first stretch takes place in one Gap 20 between rollers 19, 21 and the second stretching between roller 21 and a take-off roller system 23 instead of in a stretching gap 24 with heating by means of a heating device 22. at this arrangement takes place, for example, the division of the film web into ribbons after the overall stretching with a cutting device 25. However, a division of the film web at this point is only useful if the longitudinal stretching ratio is not very high and the monoaxially stretched one Foil web can still be cut properly.

Eine Vorrichtung, bei der die Streckung sowohl im engen Spalt als auch im weiten Spalt mehrstufig sowohl im engen Spalt als auch im weiten Spalt mehrstufig durchgeführt werden kann, ist in A b b. 4 dargestellt. Die erste Streckung wird in an sich bekannter Weise in Spalten 26, 27 und 28 durchgeführt, während die Folgestreckungen unter Beheizung mit Heizöfen 29 und 31 mit Hilfe von Strecktrios 30 und 32 auf langen Wegen 33 und 34 durchgeführt werden.A device in which the stretching in a narrow gap as well as in a wide gap takes place in several stages can be carried out in multiple stages both in the narrow gap and in the wide gap, is in A b b. 4th shown. The first stretching is carried out in a manner known per se in columns 26, 27 and 28, while the subsequent stretching under heating with heating ovens 29 and 31 with the help of stretching trios 30 and 32 can be carried out on long paths 33 and 34.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for stretching a sheet of thermoplastic material with several stretching gaps each formed by two rollers or roller arrangements, the Roller axes extend perpendicular to the direction of passage, characterized in that that, seen in the direction of travel of the film web, at least one narrow stretching gap in front one or more wide stretching gaps is arranged.