DE2344679B2 - Verfahren zur kontinuierlichen vorbereitung einer fuer eine nachfolgende aufwicklung bestimmten folienbahn aus kunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Vorbereitung einer für eine nachfolgende Aufwicklung bestimmten extrudierten flachen Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff, wobei man im Bereich der Ränder der Folienbahn jeweils eine Prägespur aufbringt.

Es ist bereits bekannt, in den Randzonen einer Folienbahn eine Spur aufzubringen, beispielsweise eine sogenannte »Kordierung«, die mit einer mit Spitzen besetzten Walze oder Rolle und einer Gegenrolle oder Walze hergestellt wird. Dabei wird die Bahn nach ihrer Fertigstellung und dem Verlassen aus der Produktionsmaschine im kälten Zustand zwischen diesem Rollenpaar hindurchgeführt, und die Walzen mit einer so großen Krafi zusammengepreßt, daß durch die eindringenden Spitzen der Rolle eine Verdrängung des Folienmaterials erfolgt und somit kleine Aufwerfungen entstehen. Diese ragen aus der Planebene — je nach Foliendicke. Form der Spitzen und Größe der Anpreßkraft — ein wenig hervor, bilden damit eine definiert herbeigeführte Dickstelle, die ihrerseits durch ständiges Übereinandcrlcgen den Durchmesser der Wickelrolle bestimmen und im Bereich zwischen den vorwiegend am Rand aufgebrachten Prägespuren einen geringen Abstand der einzelnen Wickellagen untereinander ermöglichen. In dieser Weise werden ganz allgemein die Oberflächen der Folien geschont, da die Oberflächen der Lagen im vorwiegenden Bereich nicht mehr in Kontakt sind.

Nach der Lehre der US 35 02 765 wird eine frei geführte Kunststoffolienbahn zunächst lokal entlang ihrer Bahnkanten in der Weise erwärmt, daß dort Schrumpfung eintritt, danach wird die weiterhin frei geführte Bahn innerhalb der geschrumpften Bereiche der Einwirkung von Prägekräften unterworfen-, während keiner Phase der Verfahrensdurchführung wirken auf die Folienbahn an ihren Bahnkanten angreifende, in Bahnebene in Richtung der Bahnlängsachse und rechtwinklig da/u wirkende Kräfte, die nach außen gerichtet sind und die insbesondere die Breitspannung der Bahnteile zwischen den Prägewafzenpaarert bewirken.

Der Nachteil dieser zum Stand der Technik gehörenden Behandlung der Materialbahn besteht darin, daß durch die im einzelnen zwar geringfügigen, in der Gesamtheit jedoch deutlich wahrnehmbaren Verdrängungen des Folienmaterials ein gewisser Treibeffekt — vergleichbar mit dem Treiben eines Kupferbleches zu einer gewölbten Form — eintritt und dabei eine wellige Verwerfung der behandelten Randzone entsteht. Diese Abweichung von der Planlage der Materialbahn ist bei hochwertigen Folien, beispielsweise solchen, die als Trägermaterial für Photo- und Reprographieerzeugriisse oder Zeichenmaterial eingesetzt werden sollen, völlig untragbar, da die Güte der hergestellten Erzeugnisse weilgehend mit von der Planlage bestimmt w:.rd.

Es ist ferner aus der BE 7 64 289 bekannt geworden, einen definierten Abstand zwischen den einzelnen Wickellagen in einer Rolle dadurch zu erzielen, indem man in dem gewünschten Bereich vor dem Aufwickeln ein Fremdmaterial, beispielsweise eine Wachsabmischung, aufträgt und somit ebenfalls eine beeinflußbare Dickstelle entstehen läßt. Hierbei entfällt zwar die nachteilige Verwerfung der Folienbahn, jedoch können beim späteren Abwickeln der Bahn zur Weiterverarbeitung gegebenenfalls Teilchen des Fremdmaterials absplittern und so in den nutzbaren Bereich der Materialbahn gelangen, wodurch Beschichtungsfehler od. dgl. eventuell auftreten können.

Der Überwachung; bei der Weiterverarbeitung muß deshalb bei diesen Wickelrollen erhebliche Aufmerksamkeit gewidmet werden. Das Aufbringen der Wachsabmischungen verteuert natürlich zusätzlich die Wickelrolle.

Aus der FR 21 10 951 ist es weiterhin bekannt, bei zum Blocken neigenden Materialbahnen während der Aufwicklung Streifen oder Fäden miteinlaufen 2;u lassen, die einen anderen Reibungskoeffizienten besitzen wie das aufzuwickelnde Material. Der aufgabenbedingte Nachteil dieses Verfahrens, das sich im übrigen nicht auf die Erhaltung der Planlage in einem Folien wickel bezieht, liegt in einem erheblichen zusätzlichen Aufwand an Streifen, Abroll- und Aufwickeleinrichtungen, einer ständigen Beobachtung dieser Einrichtungen wegen des zeitlich vom normalen Rollenwechscl verschobenen Ersatzes von abgelaufenen Spulen sowie der ständigen Beschaffung geeigneter Einlegestreifen.

Eine letzte Gruppe von bekannten Verfahren leitet gezielte Dickstellen in der Bahn durch entsprechende Vorprofilierung des Vorfilms an der Düsenlippe ein.

Auch hierbei entstehen deutlich Nachteile. Die etwas dickeren Streifen innerhalb der Materialbahn müssen mit dieser bei der weiterverarbeitenden Streckung die verschiedenen Streckprozesse durchlaufen, wobei die gleichmäßige Temperaturverteilung gestört wird, die Streifen unterschiedlich seitlich auswandern und damit beim späteren Aufwickeln nicht übereinanderliegen und die Streckvorgänge — aus verschiedenen physikalischen Gründen - einen nicht exakt ei faßbaren, überproportionalen Verstärkungseffekt von Plus- oder ία Minus-Abweichungen des Normalprofils hervorrufen. Eine reproduzierbare Wiederholung einer bestimmten Streifenausführung und somit des stets gleichen Aufbaues einer Wickelrolle ist bei solchen Verfahren nicht erreichbar. ,_s

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ern Verfahren vorzuschlagen, mit Hilfe dessen es möglich ist, eine Folienbahn unter Aufrechterhaltung ihrer ursprünglichen guten Planlage in der Weise für ihre Lagerung in zu einer Folienrolle aufgewickeltem Zustand vorzubereiten, daß ihre originäre gute Planlage auch in den Wickellagen der Folienrolle erhallen bleibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Folienbahn an deren Ränder angreifenden, in Bahnebene wirkenden, diese spannenden Kräften unterwirft und gleichzeitig die Prägespur in den gespannten Teil der Folienbahn einbringt und die geprägte und gespannt gehaltene Folie einer Temperaturbehandlung aussetzt.

Unter allseitiger Spannung ist zu verstehen, daß beim 3c Aufbringen der Prägespi rcn und der Temperaturbehandlung die Folienbahn an den Rändern gefaßt und straff gehalten wird. Das Erfassen kann beispielsweise durch umlaufende Kluppenketten, Bänder od. dgl. bekannte Einrichtungen erfolgen. Die Spannung kann dabei konstant gehalten werden oder auch z. B. während des Aufbringens der Prägespuren und/oder der Temperaturbehandlung gesteigert werden, was z. B. durch einen divergierenden Kluppenrahmen erreicht werden kann. Da durch den Transport der Folienbahn gleichzeitig immer eine gewisse Längsspannung vorhanden ist, die jedoch auf einem Wert nahe Null gehalten werden kann, ist die Forderung der allseiligen Spannung der Folienbahn während der Verfahrensschritte gewährleistet. Unter Temperaturbehandlung sind sowohl Erwärmungs- als auch Abkühlungsvorgänge zu verstehen, wie dies an anderer Stelle anhand der spezielleren Ausführungsform des Verfahrens aufgezeigt wird.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind überzeugend. Die exakte Spannung der Materialbahn, beispielsweise durch die an den Rändern angreifenden Kluppen sowie die in den Behandlungsbereichen ausgewogene Längsspannung ermöglicht zunächst bei der Aufbringung der Prägespuren einen idealen Spannungs- und Glättezustand.

Ein weiterer Vorteil zeigt sich jedoch in der Erhaltung der absoluten Planlage durch die nachfolgende Temperaturbehandlung der gesamten Bahn im weheren Verlauf der Bahnführung. In der praktischen Auswir- ho kung zwingt das erfindungsgemäße Aufbringen der Prägespuren und die anschließende Temperaturbehandlung die Bahn zur optimalen Planlage. Dabei werden auch die erfindungsgemäß aufgebrachten Spuren gleichzeitig fixiert und die erhaltenen kleinen Aufwerfränder der einzelnen Prägespuren verwerfungsfrei thermisch behandelt.

Roi der Aufwicklung werden dann die aufgebrachten Spuren wirksam, indem sie beim Ubereinanderschichtcn einen ringförmigen, in der Gesamtheit gesehen scheibenförmigen, tragfähigen Aufbau innerhalb der Wicklung ergeben und zwischen den einzelnen Lagen den gewünschten Luftfiim bilden lassen, der ein Aufeinanderlegen der Einzellagen verhindert, wodurch die Bahnen 2. B. von der Bildung von Kratzern verschont werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Prägespuren aufbringt, wenn sich die Folienbahn im duktilen Zustand befindet. Unter duktilem Zustand wird verstanden, daß die Folienbahn von ihrem Wärmeinhall her gesehen in einem Zustand ist, der eine Dehnung zuläßt. Dieser Zustand ist beispielsweise dann gegeben, wenn die Folienbahn von der Vorstufe der Extrusion oder einer sonstigen Vorbehandlung noch erwärmt und damit sehr leicht verformbar ist. Die Anpreßkräfte zum Aufbringen der Prägespuren können in diesem Fall besonders niedrig gehalten werden.

Wenn man da-3 erfindungsgemäße Verfahren ganz allgemein auf Folien, insbesondere thermoplastische Folien, z. B. solchen aus Olefinpolymeren, wie Polyäthylen, Polypropylen u. a., Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat oder Misch- oder Copolyestern hiermit, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyamiden u. a. anwenden kann, so hat sich das Verfahren besonders bei durch Verstrecken vergüteten Folien bewährt. Vor allem die heute vielfach gebräuchlichen gestreckten Folien aus Polypropylen, Polyamiden, Polyvinylchlorid oder PoIyäthylcnterephthalat erhalten durch mono- oder biüxiale Vcrstreckung optimierte physikalische Eigenschaften. Bei solchen Folien wird das Verfahren bevorzugt derart ausgeführt, daß das Aufbringen der Prägespuren vor der Verstreckung durchgeführt wird, wobei dies entweder eine Längs- oder Querverstreckung sein kann. Alternativ hierzu kann man die Prägespuren jedoch auch während des Streckvorganges selbst aufbringen, da sich hierbei die Foüe auf Strecktemperatur und somit im duktilen Zustand befindet. Das Aufbringen der Prägespuren wird bevorzugt dabei bei der Querstreckung durchgeführt, da hierbei die Folienbahn sowieso schon z. B. mittels Kluppenketten allseitig gespannt ist.

Es ist jedoch auch möglich, zuerst eine oder mehrere Streckvorgänge durchzuführen und erst anschließend die Prägespuren aufzubringen. Bevorzugt ist hierbei das Aufbringen der Spuren nach einer Längs-Querverstrekkung. Anschließend kann eine weitere Verstreckung z. B. eine Nachlängsstreckung vorgenommen werden.

Die unter allseitiger Spannung durchgeführte Temperaturbehandlung wird bei verstreckten Folienbahnen, z. B. bei solchen aus Polypropylen, Polyestern und Polyamiden bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb der Temperatur der extrudierten Folie durchgeführt, da hierdurch der erwünschte Endzustand, z. B. hinsichtlich des Restschrumpfes, sehr schnell hergestellt werden kann.

Bei nicht verstreckten Folienbahnen oder auch bei bestimmten, z. B. nur monoaxial verstreckten Folienbahnen wird die Temperaturbehandlung jedoch bei Temperaturen unterhalb der Temperatur der extrudierten Folie durchgeführt. Die Temperaturbehandlung kann bei konstanter Temperatur durchgeführt werden, jedoch hat es sich in manchen Fällen als zweckmäßig erwiesen, diese bei steigender oder fallender Temperatur vorzunehmen, um bestimmte erwünschte physikalische Eigenschaften der Endfolie zu erreichen.

Die Temperaturbehandlung wird normalerweise

!.ntcr Spannung dcart vorgenommen, daß die Spannung konstant bleibt. Insbesondere bei verhältnismäßig liefen Prägespuren, hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die Spannung vorzugsweise .n Querrichtung zn steigern.

Wenn auch die Breite der Prägespuren nicht besonders kritisch ist, so hat es sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, wenn die Prägespuren eine Breite von 1 bis JO mm, bevorzugt zwischen 5 bis 15 mm, aufweisen, um eine möglichst hohe Ausbeute an letztlich für die Weiterverarbeitung benötigten Folie zu erzielen. Auch die Tiefe dar Prägespuren unterliegt keinem absolut kritischen Wert. Bevorzugt besitzen die Spuren jedoch eine Tiefe von 1 bis 20%. vorzugsweise von 5 bis 10%, der Foliendickc.

In einigen Fällen ist es erwünscht, daß die Prägespuren nicht fortlaufend aufgebracht werden, z. B. dann wenn man nach einer bestimmten Strecke e,ne Ouertcilung der Folienbahn vornehmen will. Hierfür ist das Verfahren ebenfalls geeignet, da es freigestellt ist. die Prägespuren derart anzubringen, dall - in Längsrichtung gesehen - bestimmte Bereiche frciblci-

°Dic Erfindung umiaßt auch eine Wickelrolle, die durch Aufwicklung von Folienbahnen erzeugt wurde, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurden. Insbesondere sind Wickelrolle!! mitumfaßt, die durch Aufwicklung von Folienbahnen hergestellt wurden, deren Dicke zwischen 2 und ΙΟΟμηι. vorzugsweise zwischen 10 und 50μηι liegt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren /ur kontinuierlichen Vorbereitung einer für eine nachfolgende Aufwicklung bestimmten extrudierten flachen Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff, wobei man im Bereich der Ränder der Folienbahn jeweils eine Prägespur aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folienbahn an deren Ränder angreifenden, ιυ in Bahnebenc wirkenden, diese spannenden Kräften unterwirft und gleichzeitig die Prägespur in den gespannten Teil der Folienbabn einbringt und die geprägte und gespannt gehaltene Folie einer Temperaturbehandlung aussetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne!, daß man die Prägespuren im duktilen Zustand der Folienbahn aufbringt.

J. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung bei verstreckten Folienbahnen bei einer oberhalb der Temperatur der frisch extrudierten Folie liegenden Temperatur durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung bei Temperaturen unterhalb der Tempe^ratur der frisch extrudierten Folie durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche J oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung mit steigender Temperatur durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung mit fallender Temperatur durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperaturbehandlung unter vorzugsweise in der Querrichtung steigender Spannung durchführt.

8. Wickelrolle, hergestellt durch Aufwicklung einer nach den Ansprüchen 1 bis 7 hergestellten Folienbahn.