DE2158141C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer verstreckten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer verstreckten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff

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DE2158141C3 DE2158141A DE2158141A DE2158141C3 DE 2158141 C3 DE2158141 C3 DE 2158141C3 DE 2158141 A DE2158141 A DE 2158141A DE 2158141 A DE2158141 A DE 2158141A DE 2158141 C3 DE2158141 C3 DE 2158141C3
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer verstreckten, insbesondere in Querrichtung verstreckten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung von drehbaren, vorzugsweise zur Folienlaufrichtung schräg stehenden so Scheiben, auf deren Umfangsflächen die Folienbahnränder angepreßt geführt werden, wobei das angepreßte Führen durch den äußeren Luftdruck derart erfolgt, daß zur Erzielung der Anpreßkraft die Folienbahnränder beim Auflaufen auf die Scheiben an den Auflaufstellen unter Erwärmen und unter Beseitigung jeglicher Lufteinschlüsse zwischen den Folienbahnrändern und den Umfangsflächen der Scheiben kurzzeitig angepreßt werden und die Folienbahn auf Strecktemperatur aufgeheizt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Aus der DE-PS 12 73 172 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei dem aus einer kreisringförmigen Düse unter Einblasen von Luft ein Folienschlauch extrudiert wird, der anschließend in noch heißem Zustand mittels zweier Walzenpaare (Abflach- und Ziehvorrichtung) zusammendrückt und dabei zu einem Band verschweißt wird.
Hierbei kann das Band beim Lauf zwischen den beiden Walzenpaaren in seiner Längsrichtung verstreckt werden.
Aus der US-PS 24 83 339 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer in Querrichtung verstreckten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, wobei die Folienbahn z. B. in Form einer flachgelegten, aber nicht miteinander verschweißten Schlauchfolienbahn auf den Umfangsflächen von drehbaren, zur Folienlaufrichtung schrägstehenden Scheiben mit Hilfe eines mitumlaufenden Stahldrahtes angepreßt geführt und dadurch verstreckt wird. Abgesehen von einer möglichen Beschädigung der Folienbahnränder durch den Stahldraht ist bei diesem Verfahren von Nachteil, daß sich ein gleichmäßiger Anpreßdruck auf den Folienbahnrand und damit eine gleichmäßige Breitenstreckung kaum erreichen läßt
Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde bereits vorgeschlagen, daß das angepreßte Führen der Folienbahnränder auf den Umfangsflächen der Scheiben durch den äußeren Luftdruck erfolgen soll, wobei zur Erzielung der Anpreßkraft die Folienbahnränder beim Auflaufen auf die Umfangsflächen der Scheiben an den Auflaufstellen unter Erwärmen und unter Beseitigung jeglicher Lufteinschlüsse zwischen Folie und Scheibe kurzzeitig angepreßt werden.
Bekanntlich können Folienbahnen, die in der Regel nach dem Extrusionsverfahren durch eine Flachdüse oder nach dem Kalanderverfahren hergestellt werden, an ihren Rändern häufig mehr oder weniger große Einkerbungen aufweisen. Solche Einrisse an den Folienbahnrändern wirken sich bei dem obenerwähnten, vorgeschlagenen Streckverfahren nachteilig auf das Festhalten der Ränder an den Scheiben aus. Zudem können Extruderflachfolien oder Kalanderfolien auch mehr oder weniger große Löcher, über die gesamte Folienoberfläche verteilt aufweisen. Von solchen Löchern kann leicht ein Reißen der Folienbahn während des Streckvorganges ausgehen. Sie sind für das Festhalten der Folienbahnränder an den Scheiben insbesondere dann sehr nachteilig, wenn sie gerade über der inneren Scheibenkante liegen, da dabei die Gefahr des Weiterreißens besonders groß ist
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, das obenerwähnte, vorgeschlagene Streckverfahren für Folienbahnen aus thermoplastischem Kunststoff derart auszugestalten, daß Störungen durch Risse oder sonstige Unregelmäßigkeiten in den Bahnrändern weitestgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Scheiben ein in noch heißem Zustand flachgelegter und zu der Folienbahn verschweißter extrudierter Folienschlauch zugeführt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus wenigstens einem beheizten Eingangswalzenpaar, wenigstens einer Heizeinrichtung zur Aufrechterhaltung bzw. Regelung der Folientemperatur in der Streckzone, wenigstens einem Paar drehbarer, vorzugsweise zur Folienlaufrichtung schräg angeordneter Scheiben, auf deren Umfangsflächen die Folienbahnränder angepreßt führbar sind, Einrichtungen zum kurzzeitigen Anpressen der Folienbahnränder auf die Umfangsflächen der Scheiben an den Stellen des Auflaufens der Folienbahnränder auf die Scheiben zur Beseitigung von Lufteinschlüssen, Einrichtungen zur Beheizung der Scheiben und wenigstens einem Abzugswalzenpaar, ist dadurch gekennzeichnet, daß in Folienlaufrichtung vor dem Eingangswalzenpaar
ein Schlauchblaskopf zur Herstellung einer Schlauchblase angeordnet ist und daß das Eingangswalzenpaar als Abquetschwalzenpaar für die Schlauchblase ausgebildet ist
Durch das Verfahrn und die Vorrichtung nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die Folienbahn sicher auf den Scheiben während der Verstreckung angepreßt wird, ohne daß Gefahr besteht, daß durch einen Riß oder ein Loch im Randbereich Luft zwischen einen Bahnrand und einer Scheibe einströmen kann und somit die Anpreßkraft aufgehoben oder gemindert wird.
Flachgelegte, verschweißte Schlauchfolien weisen gegenüber direkt als Flachfolien hergestellten Folien mehrere Vorteile auf. So besitzen sie stärker ausgebildete Längsaußenkanlen als Kalanderfolien oder Folien aus einem Extruder mit Flachdüse. Eventuelle Löcher im geblasenen Folienschlauch wirken sich kaum nachteilig aus. da das genaue Auftreffen zweier Schlauchlöcher an der verschweißten Folienbahn — erst dam hätte die Folienbahn ein durchgehendes Loch, analog dem der Flachdüsen-Extruderfolie oder Kalanderfolie — äußerst unwahrscheinlich ist Durch den Einsatz eines Blasextruders ist ferner die Möglichkeit gegeben, die Eingangsbreite der zu verstreckenden Blasfolie in einfacher Weise zu regeln, indem diese vor dem Flachlegen mehr oder weniger stark aufgeblasen wird.
Bei Verfahren zur Herstellung verstreckter thermoplastischer Kunststoffolien mittels Extruder mit Runddüse erfolgt die Querverstreckung meistens durch Aufblasen des Schlauches auf einen größeren Durchmesser; eine gleichzeitige Längsverstreckung kann dadurch erreicht werden, daß die Schiauchblase mit einer größeren Geschwindigkeit als die Austrittsgeschwindigkeit der Schmelze abgezogen wird. Eine derartige Verstreckung zu einer schrumpfenden oder einer nichtschrumpfenden Folie, d. h. eine Verstreckung im elastischen oder plastischen Bereich, muß in einem bestimmten, meist sehr engen Temperaturbereich durchgeführt werden. Dabei ergeben sich aus den Erfordernissen eines kontrollierten Wärmetauschers erhebliche verfahrenstechnische Schwierigkeiten. Da im erfindungsgemäßen Verfahren die gezielte Verstrekkung erst nach dem Flachlegen des Blasschlauches erfolgt, kann die Wegstrecke zwischen Extruder und Abquetschwalzenpaar außerordentlich kurz gehalten werden. Dadurch bringt auch die Temperaturführung hier keine Probleme mit sich. Diese Wegstrecke soll so bemessen sein, daß je nach Foliendicke und Art des thermoplastischen Materials der Folienblasschlauch das Abquetschwalzenpaar mit einer Temperatur erreicht, bei der er noch verschweißbar, d. h. plastisch, ist Diese Wegstrecke beträgt je nach Art des Materials das 0,5-bis lOfache, vorzugsweise 1- bis 3fache des Düsenaustrittsdurchmessers. Da auch die angeschlossene Verstreckungsvorrichtung gegenüber Breitreckrahmen mit umlaufenden Kluppenkeuen eine wesentlich geringere Baulänge benötigt ist insgesamt ein außerordentlich verringerter Raumbedarf der ganzen Anlage gegeben. Bei der Herstellung dünner Polyvinylchloridfolien beträgt diese Länge einschließlich des Extruders, dessen Größe ja unverändert ist nur etwa 5 m, während für eine bisher übliche Anlage etwa 20 m veranschlagt werden müssen.
Verfahren und Vorrichtung dieser Erfindung können
für alle thermoplastischen Kunststoffolien eingesetzt werden, wie insbesondere solche aus Polyvinylchlorid, aus Polyolefinen oder Polyestern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in F i g. 1 in der Seitenansicht und in Fig.2 in der Draufsicht wiedergegeben, wobei diese Darstellung die horizontale Anordnung der gesamten Vorrichtung wiedergeben solL Die Anlage kann jedoch prinzipiell in gleicher Weise auch vertikal mit Extrusionsrichtung nach unten
ίο angeordnet sein, wobei als Variante ein vertikal nach unten oder oben gerichteter Extruder in Frage kommt, an den sich eine horizontal im rechten Winkel dazu angeordnete Verstreckungseinrichtung anschließt
An einem nicht gezeichneten Extruder ist eine
rotierende oder oszillierende Blasdüse 1 befestigt, aus der eine Kunststoffschmelze ringförmig austritt und durch Innendruck zu einer Schlauchblase 2 aufgeblasen wird. Unmittelbar darauf wird sie durch ein Eingangswalzenpaar der Verstreckungsvorrichtung, bestellend aus einer beheizten glatten Stahlwalze 3 und einer elastischen Anpreßwalze 4, flachgedrückt so daß beide Schlauchhälften miteinander verschweißen. Die dabei entstandene Flachfolie läuft dann mit ihren Rändern auf die Umfangsflächen der beiden beheizten rotierenden Scheibenränder 6 auf und wird durch elastische Rollen 5 fest aufgepreßt Nach Durchlaufen der durch die beiden Scheiben 6 gebildeten Breitreckzone kann die Folie von einem üblichen Abzugswalzenpaar übernommen werden. In der hier wiedergegebenen Darstellung (F i g. 1 und 2) ist der Fall berücksichtigt daß sich ein Walzensystem 7 und 8 anschließt in dem wahlweise eine zusätzliche Längsverstreckung vorgenommen werden kann. Es besteht aus mehreren (in dieser Darstellung aus 3) beheizten bzw. wahlweise auch gekühlten glatten Stahlwalzen 7; jeder dieser Stahlwalzen 7 ist ferner je eine elastische Anpreßwalze 8 zugeordnet In den Walzenspalten zwischen den jeweiligen Walzen 7 dieses Systems kann eine zusatzliche Längsverstreckung erfolgen. Anschließend wird — was in F i g. 1 und 2 nicht mehr dargestellt ist — die Folie gegebenenfalls noch weiter abgekühlt randbeschnitten und aufgewickelt
Der Durchmesser der Schlauchblase 2 kann durch Wahl des Innendruckes konstant gehalten oder auf einen größeren Durchmesser geregelt werden. Hierdurch ergibt sich für den Fall der nachfolgenden Verstreckung im elastischen Bereich folgender zusätzlicher Vorteil: Zunächst kann durch Wahl des Innendrukkes die Einlaufbreite der Vorfolie im plastischen Bereich eingestellt werden; zusammen mit der Variation von
so Scheibenabstand und Scheibenwinkel in der Verstrekkungsvorrichtung beim elastischen Recken kann somit Reckverhältnis und Endbreite der Folie unabhängig voneinander geregelt werden. Ähnliches gilt auch für die Folienstärke, die durch Wahl der Drehzahl des Walzenpaares 3Z* und Scheiben 6 oder des Walzensystems 7/g geregelt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wie bereits erwähnt nicht auf die abgebildete horizontale Anordnung beschränkt; wenn mit einem senkrecht nach unten oder oben gerichteten Extruder gearbeitet wird, kann das Walzenpaar V4, gegebenenfalls durch eine weitere Walze verstärkt horizontal angeordnet sein und dann in eine horizontal angeordnete Verstreckungseinrichtung überleiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Herstellen einer verstreckten, insbesondere in Querrichtung verstrecken Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung von drehbaren, vorzugsweise zur Folienlaufrichtung schräg stehenden Scheiben, auf deren Umfangsflächen die Folienbahnränder angepreßt geführt werden, wobei das angepreßte Führen durch den äußeren Luftdruck derart erfolgt, daß zur Erzielung der Anpreßkraft die Folienbahnränder beim Auflaufen auf die Scheiben an den Auflaufstellen unter Erwärmen und unter Beseitigung jeglicher Lufteinschlüsse zwischen den Folienbahnrändern und den Umfangsflächen der Scheiben kurzzeitig angepreßt werden und die Folienbahn auf Strecktemperatur aufgeheizt wird, dadurch gekennz e ic h η e t, daß den Scheiben ein in noch heißem Zustand flachgelegter und zu der Folienbahn verschweißter extrudierter Folienschlauch zügeführt wird.
    2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus wenigstens einem beheizten Eingangswalzenpaar, wenigstens einer Heizeinrichtung zur Aufrechterhaltung bzw. Regelung der Folientemperatur in der Streckzone, wenigstens einem Paar drehbarer, vorzugsweise zur Folienlaufrichtung schräg angeordneter Scheiben, auf deren Umfangsflächen die Folienbahnränder angepreßt führbar sind. Einrichtungen zum kurzzeitigen Anpressen der Folienbahnränder auf die Umfangsflächen der Scheiben an den Stellen des Auflaufens der Folienbahnränder auf die Scheiben zur Beseitigung von Lufteinschlüssen, Einrichtungen zur Beheizung der Scheiben und wenigstens einem Abzugswalzenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß in Folienlaufrichtung vor dem Eingangswalzenpaar (3,
    4) ein Schlauchblaskopf zur Herstellung einer Schlauchblase (2) angeordnet ist und daß das Eingangswalzenpaar (3,4) ais Abquetschwalzenpaar für die Schlauchblase (2) ausgebildet ist
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