DE2021783A1

DE2021783A1 - Drawing of thermoplastic film with electrostatic discharging stage

Info

Publication number: DE2021783A1
Application number: DE19702021783
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eichler Josef Alfred; Alfred Ing Plammer
Original assignee: Chemiefaser Lenzing AG
Current assignee: Lenzing AG
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1970-05-04
Publication date: 1971-11-25

Abstract

Appts. for drawing thermoplastic film has a first, slowly rotating drawing roller, a second more rapidly driven drawing roller placed a short distance from the first drawing roller, and electrodes for electrostatically discharging the film arranged on the second drawing roller. The films are drawn efficiently without the loss of material e.g. as a result of thickened edges. The drawn film has a uniform thickness and strength across its width.

Description

Vorrichtung zum Verstrecken von Folienbahnen aus thermoplastischem Material Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstrecken von Folienbahnen aus thermoplastischem Material mit einer Anzahl von F6rderwalzen, Führungswalzen, Vorheizwalzen, Streckwalzen und Kühlwalzen sowie Elektroden an der ersten Strockwalse. Device for stretching thermoplastic film webs Material The invention relates to a device for stretching film webs made of thermoplastic material with a number of conveyor rollers, guide rollers, Preheating rollers, stretching rollers and chill rollers as well as electrodes on the first drying roller.

Folienbahnen aus thermoplastischem Material, wie Polyäthylen oder Polypropylen werden zur Verbesserung ihrer Festigkeit in Längsrichtungverstreckt. Die beim Verstrecken der Folienbahnen ausgeübten Kräfte sind sehr groß; man benötigt zur Ausübung der Haltekräfte entweder Walzen mit großem Durchmesser bis zu 600 mm, oder eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Walzen. Es ist bekannt, die Walzen, über die die Folienbahnen geführt werden, gegeneinander zu drücken, um auf diese Weise die notwendigen Haltekräfte zu erhöhen. Sheets of thermoplastic material such as polyethylene or Polypropylenes are stretched lengthways to improve their strength. The forces exerted when stretching the film webs are very great; you need to exert the holding forces either rollers with a large diameter of up to 600 mm, or a plurality of rollers arranged one behind the other. It is known the reels, over which the film webs are guided to press against each other in order to this Way to increase the necessary holding forces.

Bei Verwendung von Walzen mit großem Durchmesser wird jedoch die Anlage schwer und teuer. Bei Verwendung einer Vielzahl von Walzen, von denen ein Teil gegeneinander gepreßt werden muß, ist der Durchzugswiderstand sehr groß; außerdem entstehen Markierungen auf der Folienbahn, die auch nach Verlassen des Streckspalts bestehen bleiben. Es ist bekannt, bei einer Anlage mit einer Vielzahl von Streckwalzen an der ersten und an der letzten Streckwalze Elektroden zur elektrostatischen Aufladung der Folienbahn vorzusehen, wodurch die Folienbahn besser an diesen Streckwalzen haftet. Derartige Vorri¢htungen mit vielen Streckwaluen sind Jedoch schwer und aufwendig. However, when using large-diameter rollers, the System heavy and expensive. When using a variety of rollers, one of which Part has to be pressed against each other, the pull-through resistance is very high; aside from that markings are created on the film web, which also after leaving the stretching gap remain. It is known in a system with a large number of drafting rollers Electrostatic charging electrodes on the first and last drafting roller to provide the film web, whereby the film web better on these stretching rollers adheres. However, such devices with many stretching whales are difficult and expensive.

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Verstreckvorrichtungen besteht darin, daß im Streckspalt die Folienbahnen einspringen, d. h. daß im Streckspalt die Breite der Folienbahn geringer und ihr Rand verdickt wird, was zu Materialverlusten führt, weil diese Randteile beschnitten werden müssen.A major disadvantage of these known stretching devices consists in the fact that the film webs jump in in the stretching gap, i. H. that in the extension gap the width of the film web is smaller and its edge is thickened, which leads to material losses leads because these edge parts have to be trimmed.

Die Erfindung vermeidet die erwähnten Nachteile und bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung, mit deren Hilfe Folienbahnen auf einfache Weise ohne Verlust verstreckt werden können und die Werkstoffeigenschaften, insbesondere Dicke und Festigkeit, über die gesamte Bahnbreite völlig gleichmäßig bleiben. The invention avoids the disadvantages mentioned and aims to Creation of a device with the help of which sheeting can be easily used without Loss can be stretched and the material properties, especially thickness and strength, remain completely uniform across the entire width of the web.

Die Erfindung besteht bei der eingangs bezeichneten Vorrichtung darin, daß in nahem Abstand zur ersten, langsam laufenden Streckwalze eine einzige weitere mit hoher Geschwindigkeit angetriebene Streckwalze vorgesehen ist, an-der ebenfalls Elektroden zur elektrostatischen Aufladung der Folienbahn angeordnet sind. The invention consists in the above-mentioned device in that in close proximity to the first, slow-running drafting roller, a single additional one high-speed driven stretching roller is provided, also on the Electrodes for electrostatic charging of the film web are arranged.

Zweckmäßig entspricht der Emissionsbereich der Elektroden in bezug auf die Walzenoberfläche einem Umschlingungswinkel der Folienbahn auf den Streckwalzen von mindestens 300. In Verbindung mit der Verwendung geheizter Walzen ergibt sich dabei ein weeentliXher Vorteils die Luft wird durch die geheizten Walzen vor und in der Strecksone getrocknet, wodurch infolge Verhlnderpng des Ableitens der Ladungsträger durch feuchte Luft die Wirkung der elelctrostatischen Beladung anhält. Somit wird errecht, daß die Folie sehr fest an den Walzen haftet und ein Schlupf zuverlässig vermieden wird. Appropriately, the emission range corresponds to the electrodes on the roller surface at an angle of wrap of the film web on the stretching rollers of at least 300. This results in connection with the use of heated rollers A weeentliXher advantage here is that the air is passed through the heated rollers in front of and dried in the stretching zone, as a result of the change in the discharge of the charge carriers the effect of the electrostatic charge is maintained by moist air. Thus becomes achieved that the film adheres very firmly to the rollers and a slip reliable is avoided.

In Abstand von der Oberfläche der ersten Stre¢kwalze können zwei Elektroden vorgesehefl' sein, deren EisJlonbereiche auf der Walzenoberfläche sich'tlberdecken, so daß der Gesamtemissionsbereich der Elektroden einem Umchlingungwinkel von etwa 180° entspricht. At a distance from the surface of the first spreader roller, two Electrodes should be provided, the ice / ion areas of which overlap on the roller surface, so that the total emission area of the electrodes has a wrap angle from corresponds to about 180 °.

Vorteilhaft sind die Streckwalzen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 40 bis 120 mm, ausgebildet. The stretching rollers with a relatively small diameter are advantageous, preferably with a diameter of 40 to 120 mm.

Der Streckspalt zwischen der ersten und zweiten Streckwalze ist vorteilhaft auf eine Breite entsprechend der 7,5- bis lOfachen Dicke der unverstreckten Folie eingestellt. The draw gap between the first and second draw roll is advantageous to a width corresponding to 7.5 to 10 times the thickness of the unstretched film set.

Bei einer Folienbahn aus Polyäthylen mit einer Dicke von 200 p beträgt die Breite des Streckspaltes, d. i. der Abstand der Oberflächen der beiden Walzen in der Verbindungslinie der Mittelpunkte ihrer Querschnitte, 1,5 bis2 mm. Durch einen so kleinen Streckspalt mit einer Breite von nur etwa 1/10 der üblichen Breite wird ein Breitenverlust der Folienbahn beim Verstrecken sicher verhindert.For a sheet of polyethylene with a thickness of 200 p the width of the extension gap, d. i. the distance between the surfaces of the two rollers in the line connecting the centers of their cross-sections, 1.5 to 2 mm. By such a small stretching gap with a width of only about 1/10 of the usual width a loss of width of the film web during stretching is reliably prevented.

Vorteilhaft weisen weiters die Streckwalzen eine gerauhte, insbesondere sandgestreute Oberfläche auf. Dadurch können keine Luftbläschen zwischen der Folienbahn und der Oberfläche der Streckwalzen eingeschlossen werden, wodurch ein schlupffreies Festhalten der Folienbahn auf den Streckwalzen sichergestellt ist. Furthermore, the drafting rollers advantageously have a roughened, in particular sand-strewn surface. As a result, no air bubbles can get between the film web and the surface of the drafting rolls are included, whereby a slip-free Holding the film web on the stretching rollers is ensured.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehr als ein Streckwalzenpaar mit jeweils einer langsamer laufenden Streckwalze und einer in nahem Abstand zu dieser angeordneten, mit höherer Geschwindigkeit laufenden Streckwalze vorgesehen, wobei die Antriebe der einzelnen Streckwalzenpaare so dimensioniert sind, daß der Verstreckvorgang in zwei oder mehrere Stufen aufgeteilt wird. According to a preferred embodiment are in the invention Device more than one pair of drafting rollers, each with a slower running one Stretching roller and one located in close proximity to this, at a higher speed running drafting roller provided, the drives of the individual drafting roller pairs are dimensioned so that the stretching process is divided into two or more stages will.

Die erfindungs'gemäße Vorrichtung wird in der Zeichnung näher erläutert. The device according to the invention is explained in more detail in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Verstrecken von Folienbahnen in Seitenansicht; Fig. 2 ein Streckwalzenpaar in vergrößerter Darstellung; und Fig. 3 eine Variante einer Vorrichtung zum Verstrekken von Folienbahnen mit zwei Streckwalzenpaaren, in Seitenansicht. Fig. 1 shows a device for stretching film webs in Side view; 2 shows a pair of drafting rollers in an enlarged illustration; and Fig. 3 shows a variant of a device for stretching film webs with two pairs of stretching rollers, in side view.

Die Folienbahn' 1 wird von oben dem Streckgerüst 2 zugeführt. Das Streckgerüst enthält eine Anzahl von Walzen, sowie ein Getriebe und einen Motor. Die Folienbahn gelangt über eine Umlenkwalze 3 auf eine Gruppe von Heizwalzen 4, 5, 6 und 7, die mit langsamer Geschwindigkeit angetrieben werden. The film web '1 is fed to the stretching frame 2 from above. That The stretching stand contains a number of rolls, as well as a gearbox and a motor. The film web passes over a deflection roller 3 on a group of heating rollers 4, 5, 6 and 7 driven at slow speed.

Von diesen Heizwalze wird die Folienbahn auf Verstrecktemperatur aufgeheizt. Hinter diesen Heizwalzen sind zwei weitere geheizte Walzen 8 und 9 mit kleinerem Durchmesser angeordnet und hinter der letzten Walze 9 die erste Walze des aus den Walzen 10 und 10' bestehenden, den Streckspalt S einschließenden Streckwalzenpaares. Die beiden Streckwalzen haben einen Durchmesser von 50 bis 120 mm und sind mit elektrostatischen Halteeinrichtungen 11, 11' ausgestattet, die als Sprühelektroden ausgebildet sein können. Die Streckwalze 10' wird mit höherer Geschwindigkeit betrieben als die Walze 10, so daß ein Verstreckverhältnis von 1 : 6 bis 1 : 14 erreicht wird.The film web is heated to the stretching temperature by this heating roller. Behind these heating rollers are two more heated rollers 8 and 9 with smaller ones Arranged diameter and behind the last roller 9, the first roller of the Rolls 10 and 10 'existing, the drafting gap S enclosing drafting roller pair. The two stretching rollers have a diameter of 50 to 120 mm and are electrostatic Holding devices 11, 11 'equipped, which are designed as spray electrodes can. The drawing roller 10 'is operated at a higher speed than the roller 10, so that a draw ratio of 1: 6 to 1:14 is achieved.

Hinter der Halteeinrichtung 11 folgen Haltewalzen 12 und 13 sowie eine Kühlwalze 14. Die verstreckte Folie'l wird von der Kühlwalze über eine Umlenkrolle 15 abgezogen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.Behind the holding device 11 follow holding rollers 12 and 13 as well a cooling roller 14. The stretched film is moved from the cooling roller over a deflection roller 15 withdrawn and fed to further processing.

In Fig. 2 sind die Walzen 10, 10' des Streckwalzenpaares sowie die Elektroden, die als Nadelsprühelektroden ausgebildet sein können, in vergrößerter Darstellung gezeigt. In Fig. 2, the rollers 10, 10 'of the drafting roller pair and the Electrodes, which can be designed as needle spray electrodes, in an enlarged Illustration shown.

Zweckmäßig werden als Elektroden Stangen oder Drähte verwendet, die in einem Abstand von etwa einem halben Walzendurchmesser oberhalb der Walzenoberfläche angeordnet sind. Die Stangen oder Drähte erstrecken sich über die gesamte Walzenbreite.Rods or wires are expediently used as electrodes at a distance of about half a roller diameter above the roller surface are arranged. The bars or wires extend over the entire width of the roll.

Sie weisen in Abständen von 5 - 10 mm Nadelspitzen auf, die radial zur Walze gerichtet sind. Die Höhe dieser Spitzen beträgt zweckmäßig 2 - 4 mm. Jeder Walze des Streckwalzenpaares können ein oder mehrere solcher Elektroden zugeordnet sein.They have needle tips at intervals of 5 - 10 mm, which are radial are directed towards the roller. The height of these tips is expediently 2-4 mm. Everyone One or more such electrodes can be assigned to the roller of the pair of drawing rollers be.

In Fig. 2 ist die Walze 10 mit zwei Elektroden 11 und 11", die Walze 10' nur mit einer Elektrode 11' ausgestattet. Die Emissionsbereiche der Elektroden il, 11" überdecken sich derart, daß der Gesamtemissionsbereich der Elektroden einem Umschlingungswinkel der Streckwalze 10 von etwa 180° entspricht.In Fig. 2 the roller 10 with two electrodes 11 and 11 "is the roller 10 'only equipped with one electrode 11'. The emission areas of the electrodes il, 11 "overlap in such a way that the total emission area of the electrodes is one The wrap angle of the drafting roller 10 corresponds to about 180 °.

Der Emissionsbereich der Elektrode 111 entspricht einem Umschlingungswinkel .der Walze 10' von etwa 30°. Der Streckspalt hat eine Breite von 1,5 mm; die Folienbahn ist 190 r dick. Die.The emission area of the electrode 111 corresponds to an angle of wrap .the roller 10 'of about 30 °. The extension gap has a width of 1.5 mm; the film web is 190 r thick. The.

angewendete Gleichspannung für die Aufbringung der elektrostatischen Beladung kann 2 bis 30 KV, bei Niederdruc'kpolyäthylen folien vorzugsweise 25 KV betragen.applied DC voltage for the application of the electrostatic Load can be 2 to 30 KV, with low pressure polyethylene films preferably 25 KV be.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 ist. das Streckgerüst 2 mit der Umlenkwalze 3 und den Heizwalzen 4, 5, 6 und 7 in gleicher Weise ausgebildet wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. In the device of FIG. 3 is. the stretching stand 2 with the guide roller 3 and the heating rollers 4, 5, 6 and 7 formed in the same way as in the device according to Fig.

1. Die Walzen werden mit langsamer Geschwindigkeit angetrieben.1. The rollers are driven at slow speed.

Von der Heizwalze 7 wird die Folienbahn auf eine geheizte Walze 8 mit kleinerem Durchmesser als die Walze 7 übergeben, und auf die Walze 8 folgt die erste Walze des aus den Walzen 10 und 10' bestehenden ersten Streckwalzenpaares, die den ersten Streckspalt S1 einschließen. Beide Streckwalzen sind in gleicher Weise, wie in Verbindung mit Fig. 2 erläutert, mit elektrostatischen Halteeinrichtungen 11", 11, 11' ausgestattet, die als Sprühelektroden ausgebildet sein können. Die Streckwalze 10' wird mit höherer Geschwindigkeit betrieben als die Streckwalze 10. Von der Streckwalze 10' wird nun die Folienbahn auf die erste Streckwalze des aus den Streckwalzen 16 und 16' bestehenden zweiten Streckwalzenpaarea übergeben, die zwischen sich den zweiten Streckspalt s2 einschließen. Auch an diesen Walzen sind elektrostatische Halteeinrichtungen 11", 11, 11' vorhanden, Die Antriebe der Streckwalzenpaare 10, 10', 16 und 16' sind so dimensioniert, daß im ersten Streckspalt S1 der Hauptteil der Gesamtverstreckung erfolgt. Vorteilhafterweise kann im ersten Streckspalt S1 die Verstreckung 80 % und im zweiten Streckspalt S2 die Verstreckung 20 % der Gesamtverstreckung betragen. In diesem Falle wird die Folienbahn in der ersten Stufe im Verhältnis 1 : 5 und in der zweiten Stufe im Verhältnis 1 : 1,6 verstreckt. Von der Streckwalze 16' gelangt die Folie auf eine Haltewalze 12 und wird dann über die Kühlwalze 14 über die Umlenkrolle 15 abgezogen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.The film web is transferred from the heating roller 7 to a heated roller 8 passed with a smaller diameter than the roller 7, and the roller 8 follows first roller of the first pair of drawing rollers consisting of rollers 10 and 10 ', which include the first stretch gap S1. Both draw rollers are the same Manner, as explained in connection with Fig. 2, with electrostatic chucks 11 ", 11, 11 ', which can be designed as spray electrodes. The The draw roller 10 ′ is operated at a higher speed than the draw roller 10. From the stretching roller 10 ', the film web is now on the first stretching roller of the the drafting rollers 16 and 16 'passed the second pair of drafting rollers existing enclose the second stretching gap s2 between them. Also on these reels are electrostatic holding devices 11 ″, 11, 11 ′ available, the drives of the drafting roller pairs 10, 10 ', 16 and 16' are dimensioned so that the first stretch gap S1 Bulk the total stretching takes place. Advantageously, in the first stretching gap S1 the stretching 80% and in the second stretching gap S2 the stretching 20% of the total stretching be. In this case, the film web is in the first stage in proportion 1: 5 and in the second stage in a ratio of 1: 1.6. From the draw roller 16 ′, the film arrives at a holding roller 12 and is then passed over the cooling roller 14 withdrawn via the deflection roller 15 and fed to further processing.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Device for stretching thermoplastic film webs Material with a number of conveyor rollers, guide rollers, preheat rollers, stretch rollers and X5hlwalzen as well as electrodes on the first drafting roller, characterized in that that in close distance to the first, slow-running stretching roller (10) a single one further high-speed driven stretching roller (10 ') is provided, at the same time electrodes (11 ') for electrostatic charging of the film web are arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the emission area of the electrodes (11, 11 ') with respect to the roller surface at a wrap angle corresponds to the film web on the stretching rollers of at least 300.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that two electrodes (11, 11 ") are provided at a distance from the surface of the first drawing roller are whose emission areas on the roller surface overlap, so that the Gesan'tenissionsbereich the electrodes corresponds to a wrap angle of about 180 °.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the stretching rollers (10, 10 ') with a relatively small diameter, preferably with a diameter of 40 to 120 mm.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized. marked, that the drafting gap between the first and second drafting rollers (10 and 10 ') set a width corresponding to 7.3 to 10 times the thickness of the unstretched film is.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that the stretching rollers (10, 10 ') have a roughened, in particular sand-strewn surface exhibit.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that that more than one pair of drafting rollers, each with a slower running drafting roller (10, 16) and one located in close proximity to this, at a higher speed running stretching roller (10 ', i6') is provided, the drives of the individual Draft roller pairs are dimensioned so that the drafting process in two or more Levels is divided.

L e r s e i t e