DE1804471A1

DE1804471A1 - Verfahren zur Verhinderung der Ausbildung von Laengswellen und Laengsriffelungen bei der Herstellung von orientierten,hitzestabilisierten,thermoplastischen Kunststoffolien

Info

Publication number: DE1804471A1
Application number: DE19681804471
Authority: DE
Inventors: Spencer Arthur William
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1968-10-22
Publication date: 1969-05-29
Also published as: DE6803360U; DE1804471B2; FR1591150A; US3526695A; GB1237465A; CH490178A; DE1804471C3; BE722845A

Description

Bastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren zur Verhinderung der Ausbildung von Längswellen und Längsriffeiungen bei der Herstellung von orientierten, hitzestabilisierten, thermoplastischen Kunststoffolien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Ausbildung von Längswellen und Längsriffelungen bei der Herstellung von orientierten, hitzestabilisierten, thermoplastischen Kunststoffolien, bei dem über Leitrollen geführte heiße orientierte, hitzestabilisierte Folien zunächst in einer Heizkammer auf eine Temperatur, die über deren Obergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, erhitzt und anschließend in einer Kühlkammer auf eine Temperatur, die unter deren Übergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, abgekühlt werden.

Bei der kontinuierlichen Herstellung thermoplastischer Kunst· stoffolien, z. B. thermoplastischer Folien aus Polyestern,

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Celluloseestern, Polycarbonaten, Polyvinylen und Polyolefinen, werden bekanntlich die heißen Folienbahnen unter allmählicher Abkühlung in der Regel über mindestens zwei, in vorteilhafter Weise über eine Reihe von Leitrollen geführt, die in der Weise angeordnet sind, daß die Folienbahnen einen Abstand von etwa 1,8 bis 2,4 m freitragend überbrücken. Die biegsamen, jedoch eine unterhalb des Schmelzpunktes liegende Temperatur aufweisenden Folien werden dann durch eine Kühlkammer geführt, in der sie, während sie freitragend zwischen mindestens zwei im angegebenen Abstand befindlichen Leitrollen transportiert werden, aus auf beiden Seiten der Folienbahn angeordneten Gebläsevorrichtungen auf beiden Oberflächen gleichzeitig mit relativ kalten Luftströmen bestrichen werden.

Auch richtungsmäßig orientierbare und in der Hitze fixierbare Folien, z. B. solche aus Polyestern, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat) oder Poly(cyclohexan-1,4-dimethylenterephthalat), werden zur Verbesserung ihrer DimensionsStabilität in der Regel zunächst unter Anwendung einer beträchtlichen, die Dimensionen der Folienbahn praktisch konstant haltenden Zugspannung in der Hitze fixiert (heat set treatment) und anschließend unter Anwendung einer nur geringen Zugspannung in der Hitze entspannt (heat relax treatment), wie z. B. in der USA-Patentschrift 2 779 684 beschrieben wird.

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Unmittelbar nach der bei nur geringfügig über der Erweichungstemperatur der Folien liegenden Temperaturen durchgeführten sog. Iiitzeentspannung werden die Folien in der Regel in einer Kühlkammer ziemlich rasch auf eine Temperatur, die unter deren Übergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, abgekühlt, worauf sie beliebig weiterverarbeitet, z. B. auf Rollen gewickelt werden können.

Diese bekannten Verfahren haben jedoch den Naclteil, daß sie oftmals zu Folien führen, die verschiedene Mängel, z. B. verschieden ausgebildete Ausbeulungen, Wellen und Längsriffelungen aufweisen. Es konnte gezeigt werden, daß derartige Mängel hauptsächlich während der Hitzeentspannung und Abkühlung der Folienbahnen auftreten. So bilden sich in der Regel beim Transport durch die Ileizkammer in den freitragend zwischen zwei Leitrollen befindlichen Abschnitten der Folienbahnen Längsriffeiungen aus, die dann beim anschließenden Abkühlen in der Kühlkammer in den Folien fixiert werden und die Ursache für weitere, in den Folien auftretende physikalische Deformationen sein können.

Es hat sich gezeigt, daß die Ausbildung mehr oder weniger zahlreicher und/oder starker Längswellen und Längsriffelungen in erster Linie von den Verfahrensbedingungen abhängt, denen die Folien im letzten Abschnitt der Heizkammer sowie während des im ersten Abschnitt der Kühlkammer erfolgenden Abkühlens unterworfen werden.

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So wird ζ. B. die Hitzeentspannung von Polyesterfolien je nach Vorbehandlung und je nach Typ des zur Herstellung der Folien verwendeten Polyesters bei Temperaturen von etwa 66 bis 204⁰C · durchgeführt* Handelt es sich bei den Polyesterfolien um solche aus Poly(äthylenterephthalat), die, wenn sie als Filmschichtträger dienen sollen, zweckmäßig einer oftmals mit "Härtung·⁸ und/oder "Schrumpfung" bezeichneten Hitzeentspannung im angegebenen Temperaturbereich unterworfen werden, so treten während des Transportes der Leitrollen-Abstände von mindestens 1,2 m freitragend überbrückenden Folienbahnen durch den letzten Abschnitt der Heizkammer in der Regel Längswellen und Längsriffelungen auf, die sich im Abstand von etwa 1,2 bis 2,5 cm gegebenenfalls über die gesamte Breite der Folie erstrecken und bei der im ersten Abschnitt der Kühlkammer erfolgenden Abkühlung unter den Erweichungspunkt der Polyesterfolie als dauernde Verformung fixiert warden. Es kann auch vorkommen, daß die Folien an den Rändern in einer Breite von etwa 2,5 bis 10 cm frei von derartigen Längsriffelungen sind, bzw. daß die gebildeten Längsriffelungen nicht parallel zu den Seitenkanten verlaufen, sondern im Winkel zur Mittellinie der Folienbahn geneigt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach durchzuführendes Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, die Ausbildung von Längswellen und Längsriffelungen bei der Herstellung von orientierten, hitzestabilisierten, thermoplastischen Kunststoffolien praktisch zu verhindern und/oder bereits gebildete Längswellen und Längsriffelungen wieder zu glätten.

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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verhinderung der Ausbildung von Längswellen und Längsriffelungen bei der Herstellung von orientierten, hitzestabilisierten, thermoplastischen Kunststoffolien, bei dem über Leitrollen geführte heiße orientierte, hitzestabilisierte Folien zunächst in einer Heizkammer auf eine Temperatur, die über deren Übergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, erhitzt und anschließend in einer Kühlkammer auf eine Temperatur, die unter deren Übergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, abgekühlt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Folien im letzten AB-schnitt der Heizkammer sowie während des im ersten Abschnitt der Kühlkammer erfolgenden Abkühlens auf eine Temperatur, die unter der Übergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, über im Abstand von höchstens etwa 76 cm voneinander, gegebenenfalls gegeneinander versetzt, angeordnete Leitrollen führt.

Die zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung verwendeten, im Abstand von höchstens etwa 76 cm voneinander angeordneten, sich über die gesamte Breite der Folienbahn erstreckenden Leitrollen können in üblicher bekannter Weise ausgebildet sein« So sind z. B. neben rotierbar ausgebildeten Führungsrollen auch sog. "Luftpolsterstäbe" (air bars) geeignet, bei denen es sich um festmontierte, in Längsrichtung mit Schlitzen versehene Hohlstäbe handelt, durch deren Schlitze aus dem Schaftinneren Druckluft geblasen wird.

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Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher erläutert, in der darstellen

Fig. 1 einen Querschnitt einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung von thermoplastischen Polyesterfolien mit dem letzten Abschnitt der zur Durchführung der Hitzeentspannung der Folien geeigneten Heizkammer sowie der benachbarten Kühlkammer und

Fig. 2 einen Querschnitt der entsprechenden Abschnitte einer zur Durchführung des Verfahren der Erfindimg geeigneten Vorrichtung.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung bekannter Verfahren wird die gegebenenfalls in üblicher bekannter Weise in Längs- und/oder Querrichtung orientierte, vor oder nach der Orientierung gegebenenfalls mit einer Grundschicht versehene, zur Trocknung der aufgebrachten Grundschicht sowie zur Verbesserung der Dimensions-Stabilität gegebenenfalls ein- oder mehrere Male erhitzte Folie F zunächst durch die Heizkammer 10 abwechselnd über obere Leitrollen 13 und untere Leitrollen 13· transportiert und danach in die der Heizkammer benachbarte, durch eine Scheidewand 12 von dieser abgetrennte Kühlkammer 11 über eine untere Leitrolle 15' und kzjm obere Leitrollen 15 geleitet. Die oberen Leitrollen 13 und 15 sind auf einer oberen Halterung 14 und die unteren Leitrollen 13* und 15' auf einer unteren Halterung 14·, denen, da sich die Leitrollen über die gesamte Breite der

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Folienbahn erstrecken, jeweils entsprechend ausgebildete, gegenüberliegende Vorrichtungsteile zugeordnet sind, angeordnet.

In der Kühlkammer 11 wird die Folienbahn zwischen zwei mit öffnungen versehenen Luftkammern 20 hindurchgeführt, aus denen die Kaltluftströme 21 austreten und beidseitig die gesamte Oberfläche der Folie bestreichen. Zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperaturen sind die Heiz- und die Kühlkammer durch nicht gezeigte Trennwände in sich abschlössen. Die Einstellung sowie Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperaturen erfolgt mit Hilfe hier nicht gezeigter Mittel.

Bei der in Fig. 1 im Schema wiedergegebenen Vorrichtung beträgt der Abstand zwischen zwei Leitrollen, den die zu transportierende Folie sowohl in der Heizkammer als auch in der Kühlkammer freitragend zu überbrücken hat, etwa 1,8 bis 2,4 m.

Bei der in Fig. 2 im Schema dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung sind Vorrichtungsteile, die den in Fig. 1 dargestellten entsprechen, mit denselben Bezugszeichen wie diese bezeichnet. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen unterscheiden sich darin, daß in der zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeigneten Vorrichtungen nach Fig. 2 die Folie F im letzten Abschnitt der Heizkammer 10 über untereinander angeordnete, im

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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Leitrollen 27 in der ' Kühlkammer 11 wird erreicht, daß die in der Heizkammer 10 mit Hilfe der Leitrollen 25 geglättete Folie während der Abkühlung, die, falls es sich um eine Polyesterfolie handelt, zwischen zwei benachbarten Leitrollen höchstens etwa 22⁰C beträgt, glatt gehalten und vor der Ausbildung neuer Längsriffelungen geschützt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung werden je nach der Stärke der zu behandelnden Folien im letzten Abschnitt der Heizkammer 10 verschieden viele Leitrollen 25 vorgesehen. Handelt es sich z. B. um Folien mit einer Stärke von höchstens etwa 63,5 Mikron, so sind zur Verhinderung und Glättung der sonst sehr zahlreich auftretenden Längsriffelungen relativ viele Leitrollen 25 auf einem ziemlich langen Transportabschnitt der Folie erforderlich. Handelt es sich um Folien mit einer Stärke von 102 bis 203 Mikron, so werden weitaus weniger Längsriffelungen als bei den dünneren Folien ausgebildet und deren Zahl kann nach dem Verfahren der Erfindung unter Verwendung relativ weniger Leitrollen 25 wesentlich vermindert werden. Handelt es sich um thermoplastische Folien mit einer St/ärke von mehr als 254 bis 381 Mikron, so werden in der Regel keine Längsriffelungen ausgebildet. Auch solche Folien können jedoch nach dem Verfahren der Erfindung verarbeitet werden, da das erfindungsgemäße Verfahren,ohne einen nachteiligen Einfluß

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Abstand von höchstens etwa 76 cm voneinander auf einer Halterung 26 befestigte Leitrollen 25 geführt wird. Die die Heizkammer 10 über die unterste Leitrolle 25 verlassende undin die Kühlkammer 11 über die unterste Leitrolle 27 eintretende Folie wird dann über untereinander angeordnete, einen AB-stand von höchstens etwa 76 cm voneinander aufweisende Leitrollen zwischen den beiden Kaltluftgebläsekammern 20 hindurchgeführt. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt auch der Abstand zwischen zwei benachbarten, nicht direkt untereinander liegenden Leitrollen, z.B. zwischen der letzten Leitrolle 13 und der obersten Leitrolle 25, zwischen den untersten Leitrollen 25 und 27 und zwischen der obersten Leitrolle 27 und der ersten Leitrolle 15, höchstens etwa 76 cm.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Leitrollen 25 im Abstand von höchstens etwa 76 cm voneinander werden gegebenenfalls in früheren Abschnitten der Vorrichtung gebildete Längswellen und Längsriffe.lungen der Folien geglättet und ferner wird die Bildung neuer zusätzlicher Längsriffelungen verhindert. ^₃ Es hat sich gezeigt, daß in den Folien auf diese Weise 50 bis _ίχ> . 90% weniger Längswellen und Längsriffelungen auftreten als bei

ro bekannten, z. B. mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Vorrich-¹^ tung durchgeführten Verfahrea.

auszuüben, auf Folien jeden Typs und jeder Stärke anwendbar ist.

Zur erfolgreichen Durchführung des Verfahrens der Erfindung können die Leitrollen 25 und 27 auch gegeneinander versetzt bzw. nicht senkrecht untereinanderliegend angeordnet sein.
Ferner können sie, falls sie aus sog. Luftpolsterstäben bestehen, so ausgebildet sein, da3 die aus dem Schaftinneren
der Luftpolsterstäbe auftretenden Druckluftströne von der
Folienmitte zu den Kanten hin gerichtet sind»

Die in der Heizkammer 10 und der IiIaI kammer ti herrschenden Temperaturen können je nach. T/p der sis behandelnden Folie
sowie je nach deren Vorbehandlung verschieden sein. Als geeignet haben sich in der Heizkammer 10 Temperaturen von etwa 66 bis 204⁰G und in der Kühlkammer 11 Temperaturen von etwa Zimmertemperatur bis 66⁰C erwiesen. Handelt es sich bei der zu behandelnden Folie um eine als Filmschichtträger bestimmte Folie aus Poly(äthylenterephthalat), die zur Verbesserung der Dimensionsstabilität in Längs- und Querrichtung orientiert
und unter Anwendung einer Zugspannung in der Hitze fixiert
wurde, so wird die Hitzeentspannung in der Heizkammer 10 in der Regel bei Temperaturen von etwa 121 C, zweckmäßig von etwa 88 bis 135⁰C, durchgeführt.

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In der Kühlkammer 11 wird die Folie in der Regel auf Zimmertemperatur abgekühlt. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, die erfindungsgemäße Anordnung der Leitrollen 27 mindestens bis zu dem Punkt vorzusehen, an dem die Folie auf eine Temperatur von unter etwa 66⁰C abgekühlt ist. In der Regel wird die heiße Folie so lange über erfindungsgemäß angeordnete Leitrollen 27 geführt, bis sie insgesamt um mindestens etwa 42⁰C, vorzugsweise um mindestens etwa 56⁰C, auf eine Temperatur, die unterhalb der sog. Übergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, abgekühlt ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Verhinderung der Ausbildung von Längswellen und Längsriffelungen bei der Herstellung von orientierten, hitzestabilisierten» thermoplastischen Kunststoffolien, bei dem über Leitrollen geführte heiße orientierte, hitzestabilisierte Folien zunächst in einer I-Ieizkammer auf eine Temperatur, die über deren Obergangstenperatur zweiter Ordnung liegt, erhitzt und anschließend in einer Kühlkammer auf ein-ώ Temperatur, ^Jie unts" deren Obergangstemperatur zweiter Ordner- liegt,, abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, c;-L .nan die Folien im letzten Abschnitt der Hei™}-υ.;:;.er sowie während des im ersten Abschnitt ae^ Kühlkammer erfolgenden Abkühlens auf eine Temperatur, die unter der Obergangstemperatur zweiter Ordnung liegt, über im Abstand von höchstens etwa 76 cm voneinander, gegebenenfalls gegeneinander versetzt, angeordnete Leitrollen führt»

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als orientierte, hitzestabilisierte Folien Polyesterfolien verwendet.

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3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als orientierte, hitzestabilisierte Folien PoIy-(cyclohexan-1,4-dimethylenterephthalat) - oder Polyethylenterephthalat) folien verwendet.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folien zunächst in der Heizkammer auf Temperaturen von etwa 88 bis 135⁰C erhitzt und anschließend in der Kühlkammer auf Temperaturen von unter etwa 66⁰C abkühlt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhitzten Folien in der Kühlkammer zwischen zwei benachbarten Leitrollen um höchstens etwa 22⁰C abkühlt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhitzte-n Folien in der Kühlkammer insgesamt um mindestens etwa 42 C abkühlt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 6, mit einer mit Leitrollen für die Folienbahn ausgestatteten Heizkammer sowie einer Kühlkammer, dadurch gekennzeichnet, daß sie im letzten Abschnitt der Heizkammer sowie im ersten Abschnitt der Kühlkammer an Halterungen angebrachte, im Abstand von höchstens 76, cm voneinander, gegebenenfalls gegeneinander versetzt angeordnete Leitrollen aufweist.

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