DE2414307C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Prägen einer Folienbahn aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Prägen einer Folienbahn aus thermoplastischem Material, mit einer beiderseits der Folienbahn vor einem Walzenpaar aus einer Prägewalze und einer mit elastischer Oberfläche ausgestatteten Andrückwalze angeordneten Umluft-Heizeinrichtung mit jeweils einer an einer Einlaßkammer für erwärmte Luft sich anschließenden Düseneinrichtung zum Beaufschlagen der Folienbahn mit Warmluft und einem zu einer Rückführkammer führenden, unmittelbar neben der Düseneinrichtung angeordneten Abführkanal.

Geprägte Kunststoffolien finden auf den verschiedensten Gebieten verbreitet Verwendung. In besonders großem Ausmaß wird geprägte Kunststoffolie für wegwerfbare Gebrauchsgegenstände wie etwa Unterlagen und Bezüge in Krankenhausbetten, Kleidungsstükke und wegwerfbare Windeln verwendet. Ferner findet geprägte Folie zunehmende Verwendung für Verpakkungen, beispielsweise Tüten und Hüllen für Kleidungsstücke und ähnliche Artikel und für Tragtüten. Um die durch den Verwendungszweck der geprägten Folie bestimmten Anforderungen zu erfüllen, sollte diese beim Durchlaufen von Verarbeitungsmaschinen möglichst geringe oder keine Kräuselneigung zeigen, insbesondere bei Maschinen für die Herstellung von wegwerfbaren Kleidungssstücken, etwa Windeln. Für bestimmte Zwecke soll die geprägte thermoplastische Folie sehr weich und flexibel sein und ein Prägemuster und eine Prägetiefe aufweisen, welche ihr einen textilähnlichen »Griff« verleihen. Für viele Verwendungszwecke soll das geprägte thermoplastische Material ferner einen möglichst geringen Oberflächenglanz haben, so daß es einem Textilgewebe möglichst ähnlich ist. Außerdem müssen geprägte thermoplastische Folien gewisse physikalische Mindestanforderungen für die Behandlung durch schnellaufende, automatische Verarbeitungsmaschinen erfüllen, d. h. sie müssen einen ausreichenden Elastizitätsmodul sowie genügende Zug- und Druckfestigkeit aufweisen.

Geprägte thermoplastische Folien aus gewöhnlich zum Strangpressen von Folien verwendetem Material wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen-1, Polyvinylchlorid u.dgl. werden bisher nach verschiedenen Verfahren hergestellt.

Bei einer bekannten Vorrichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen zum Prägen einer fortlaufenden Folie aus thermoplastischem Material (US-PS 29 28 124) wird die Folienbahn vor dem Prägen horizontal durch eine Heizkammer geführt, in welcher über Düsenöffnungen von unten her warme Stützluft gegen die Folie geblasen wird und von oben her ebenfalls warme Luft zugeführt wird. An die Heizkamrner schließt dann der Abführkanal für die Rückführung der Luft in die Rückführkammer an. Die durch die Heizkammer gebildete Heixzone erstreckt sich über eine beträchtliche Länge in Folienlängsrichtung hin. Hierdurch kann es trotz der verwendeten Stützluft leicht zu einem Verwerfen der Folie und zu ihrem örtlichen Durchsacken kommen, wodurch der Prägeerfolg beeinträchtigt wird.

Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, eine zum kontinuierlichen Prägen einer Folienbahn aus thermoplastischem Material geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Folienbahn und Zufuhr der erwärmten Folienbahn zwischen die Prägewalzen ermöglicht, ohne daß wesentliche Schrumpfungen oder Verwerfungen auftreten.

Dies wird mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemaU dadurch erreicht, daß die Düseneinrichtung aus einem von der Einlaßkammer aus zu einem nach unten in einen engen Schlitz nahe der senkrecht abwärts geführten Folienbahn zusammenlaufenden Zuführ-Kanal besteht, daß der Abführkanal zur Rückführkammer hin sich aufweitet und daß für den Zuführkanal und den Abführkanal gesonderte Steuereinrichtungen zur Steuerung der Luftströmung vorgesehen sind.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist die eigentliche Heizzone für die Folienbahn verhältnismäßig eng nämlich im wesentlichen auf die Breite des Schlitzes am Zuführkanal durch den unmittelbar daran anschließenden Abführkanal begrenzt. Durch die Verengung des Zuführkanals bis auf die Schlitzbreite wird die vor Gebläsen zugeführte Warmluft gleichmäßig mit hohei Geschwindigkeit auf die beiden Folienbahnseiter gerichtet, wodurch der Wärmeübergang auf die Folie stark erhöht wird. Da die Folie senkrecht nach unter 2:ugeführt wird, kann sie spannungsfrei geführt werder und es sind Verwerfungen od. dgl., die bei horizontalei Führung der Folie durch deren Durchhängen auftreter können, vermieden. Da die Folienbahn sich in der enj begrenzten Heizzone unmittelbar vor dem Walzenspal des Prägewalzenpaars sehr schnell erwärmt, bleib praktisch keine Zeit für Verwerfungen od. dgl. de Folienbahn vor ihrem Eintritt in den Walzenspalt. Di( schnelle Erwärmung ermöglicht auch eine hohl Foliengeschwindigkeit. Außerdem können durch di gesonderten Steuereinrichtungen zur Steuerung de Luftströmung für den Zuführkanal und den Abführkanj die Drücke an den Schlitzmündungen des Zuführkanal und des Abführkanals wirksam eingestellt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sie insbesondere für das fortlaufende Prägen von in einer Stützluftverfahren mit ringförmiger Extruderform hei gestellten Folien.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfir

ir.

dung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt Fig.I eine Vorderansicht der Vorrichtung ium

Herstellen von geprägter thermoplastischer Folie, Fig.2 eine Seitenansicht der Verrichte^g von rechts in Fig. 1.

Fig.3 eine Ansicht der Vorrichtung im Schnitt entlang der linie 3-3 in F i g. 1.

Fig.4 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht von zwei in de* Vorrichtung verwendeten Heißlufterzeugern. >o

Fig.5 eine teilweise aufgeschnittene Schrägansicht der Heißlufterzeuger und Abdeckeinrichtungen der Vorrichtung und

F i g. 6 eine vergrößerte Teil'Schnittansicht entsprechend der Linie 6-6 in F i g. 4. «j

Die in Fig.! bis 3 dargestellte Prägevorrichtung enthält Umluftheizeinrichtungen 15, welche aHnehmbar in einem im wesentlichen rechteckigen Rahmen 16 aufgehängt sind. Wie man in F i g. 3 erkennt, hat der Rahmen zwei in gegenseitigem Abstand abwärts hervorstehende Laschen 17 an den beiden Enden. An den beiden Enden der Umluftheizeinriehtung 15 in gegenseitigem Abstand vorhandene Laschen 18 sind mittels mit Splinten 20 gesicherter Stecker 19 mit den Laschen verbunden. Der Rahmen hat an beiden Enden zwei Paare von in gegenseitigem Abstand angeordneten Querträgern 21,22, welche mit entsprechenden Paaren von oberen und unteren Längsstreben 23,24 verbunden sind und mit diesen den Rahmen bilden An beiden Enden des Rahmens sind senkrechte Streben 25,26 mit den beiden Enden an den oberen und unteren Längsstreben 23 bzw. 24 befestigt.

An den senkrechten Streben 26 ist eine Leitrolle 27 in Lagerböcken 28 gelagert. Eine Druckwalze 29 ist in Lagerböcken 30 an den Querträgern 21 gelagert. An den Querträgern 22 ist eine angetriebene Walze 31 in Lagerböcken 32 gelagert. Die Walze 31 ist über eine Kette 33 von einem Elektromotor 34 angetrieben. Dieser sitzt auf einer an einem Querträger 22 und einer Längsstrebe 24 befestigten Konsole 35. Ein am Motor 34 und am Lagerbock 32 angebrachter Kettenschutz 36 schützt eine Bedienungsperson vor Verletzungen durch aie iahende Kette.

Wie man in Fig. 1 erkennt, hat die angetriebene Walze 31 ein zylindrisches, hohles Außenteil V und ein axial darin angeordnetes hohles Innenteil kleineren Durchmessers. Zwischen dem Innenteil 38 und dem Außenteil 37 der Walze 31 ist ein ringförmiger Zwischenraum 39 gebildet. Auf der Außenfläche des Innenteils 38 ist eine entlang einer Schraubenlinie verlaufende Rippe 40 angebracht.

Wie man insbesondere in Fig.4 und 5 erkennt, weist die Umluftheizeinrichtung 15 einen linksseitigen und einen rechtsseitigen Heißlufterzeuger 41 bzw. 42 auf. Die beiden Heißlufterzeuger sind über Stirnwandungen 43 und eine obere Wandung 44 lösbar miteinander verbunden (Fig. 5). Die Stirnwandungen 43 haben jeweils eine Tür 45 mit einem durchsichtigen Fenster

' Wie man in F i g. 5 erkennt, hat die obere Wandung 44 eine in Längsrichtung verlaufende, etwa rechteckige Öffnung 47, welche von einem Gehäuse 48 abgedeckt ist. Dieses ist so ausgebildet, daß es einen Teil der zylindrischen Oberfläche der angetriebenen Walze umgreift. Das Gehäuse setzt sich aus einem festchenden rechten Teil 49 und einem an der oberen Wandung angelenkten, beweglichen linksseitigen Teil 50 zusam-Die beiden Heißlufterzeuger 4t und 42 haben gleichen Aufbau, weshalb gieicheTeäc unit den gleichen Be*ugs*eiohen bezeichnet sind leder HeiBHufierzeuger hat eine im wesentlichen rechteckige, langgestreckte EmloBkammer Sl für Heißluft. Die innenwand 52 der Einlaßkammer 51 ist von einer Vielzahl von öffnungen

53 durchsetzt An der Innenseite der Wared 52 ist eine Leiteinrichtung 54 angeschweißt oder sonstwie befestigt. Diese enthält eine Reihe von in gegenseitigen Abstünden senkrecht angeordneten Leitstegen 55 (Fig.6). Unterhalb der Einlaßkammer S] ist eine im wesentlichen rechteckige, langgetreckte, hohle RückführKammer 56 für die Heißluft mit ein«»· von einer Vielzahl von Öffnungen 58 durchsetzten Innenwand 57 angeordnet An der Wand 57 ist eine der Leiteinrichtung

54 entsprechende Leiteinrichtung 59 angebracht Quer durch die Einlaßkammer 51 und deren Wand 52 hindurch erstrecken sich in gegenseitigen) Abstand mehrere Gewindebolzen 60, welche an ihren inneren Enden ein im wesentlichen rechteckiges, langgestrecktes Prallblech 61 tragen. Eine entsprechende Anordnung von sich quer durch die Rückführkammer 56 erstrecken den unterem Gewindebolzen 62 trägt an deren inneren Enden ein Prallblech 63- An der Oberseite der Einlaßkammer 51 ist ein im wesentlichen rechteckiges, ebenes oberes Abdeckblech 64 und an der Unterseite der Rückführkamrner 56 ein entsprechendes unteres Abdeckblech 65 angebracht Die Abdeckbleche erstrekken sich einwärts über die Ränder der betreffenden Kammern hinaus. Eine abwärts gerichtete obere Ablenkeinrichtung 66 ist mit dem oberen Ende am hervorstehenden Rand des oberen Abdeckblechs 64 befestigt. Eine untere Ablenkeinrichtung 67 ist mn dem oberen Ende am unteren Abdeckblech 65 befestigt. Eine abwärts gerichtete mittlere Ablenkeinrichtung 68 ist mit dem oberen Ende am hervorstehenden rand eines zwischen der Unterseite der Einlaßkammer 51 und der Oberseite der Rückführkammer 56 befestigten Tragblechs befestigt. Die Ablenkeinrichtungen 66 und 68 erstrecken sirh zwischen den Endwandungen 43 und begrenzen einen schachtförmigen Zuführkanal 69 für Heißluft, welcher in einem langgestreckten, rechteckigen Schlitz 70 ausläuft. Die untere Ablenkeinrichtung 67 begrenzt zusammen mit der mittleren einen Abführkanal 71 für die Heißluft, welcher unten in einem schmalen, in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 72 ausläuft. Der freie Rand der mittleren Ablenkeinrichtung 68 ist mittels einer in Längsrichtung verlaufenden Leiste versteift. Die Einlaß- und Rückführkamviier 51 bzw. sind jeweils mit einer Isolierung 74 etwa aus Glasfaser, Asbest oder anderem Isoliermaterial bekleidet, welche mittels oberer, seitlicher und unterer Wandung 75 b/w. 76 bzw. 77 aus dünnem Blech befestigt ist. Die Endwandungen 43 haben ebenfalls eine (nicht gezeigte] Isolierung an der Innenseite. Pie Kammern 51, 56 sine an ihren Enden durch abnehmbare Deckel 78 verschlossen.

Der linksseitige Heißlufterzeuger 41 ist mit einci HeiJluftzufuhr- und -rückkuifeinrichuing 79 versehet (Fig. I bis 3). In gleicher Weise weist der rechtsseitig! Heißlufterzeuger 42 eine Heißluftzufuhr- und -rücklauf einrichtung 80 auf. Diese Hinrichtungen hüben dei gleichen Aufbau, weshalb gleiche Teile mit gleichei Bezugszeichen bezeichnet sind und nachstehend mi eine der Einrichtungen beschrieben ist.

Diese enthält ein Gebläse 81, welches von einem ai: einem Support 83 sitzenden Elektromotor 82 angetric ben ist. Der Auslaß des Gebläses 82 ist über ein

U-förmige Leitung 84 mit einer Heizvorrichtung 85 verbunden, welche ihrerseits über eine Leitung 86 mit der Einlaßseite der zugeordneten Einlaßkammer 51 verbunden ist. Die Auslaßseite der Rückführkammer 56 ist über eine Leitung 87 mit dem Einlaß des Gebläses 82 verbunden.

In der Heizvorrichtung 85 können elektrische oder brennstoffbeheizte Heizelemente zum Erhitzen der umgewälzten Luft Verwendung finden. Vorzugsweise enthält die Vorrichtung (nicht gezeigte) elektrische Widerstandsheizkörper. Gegebenenfalls können jedoch auch andere elektrische oder brennstoffbeheizte Heizeinrichtungen verwendet werden.

Unterhalb der Umluft-Heizeinrichtung 15 ist ein Paar 88 gegensinnig angetriebener Walzen angeordnet. Diese sind in einem (nicht gezeigten) herkömmlichen Traggestell gelagert und werden mittels eines (nicht gezeigten) herkömmlichen Antriebs in Drehung versetzt. An den beiden Enden jeder Walze ist jeweils eine Leitung 89 angeschlossen, über welche falls erforderlich ein Kühlmittel durch die Walzen hindurch in Umlauf gebracht werden kann. Die eine Walze ist eine Prägewalze, auf deren Umfangfläche das der thermoplastischen Folie aufzuprägende Muster, vorzugsweise in Form von Erhebungen, graviert ist. Die andere als Andrückwalze dienende Walze ist mit einem elastischen Überzug etwa aus Gummi, Neopren, Silikongummi od. dgl. versehen und in Richtung auf die Prägewalze zu belastet, um die thermoplastische Folie an diese anzupressen.

Im Betrieb der beschriebenen Vorrichtung wird eine vorgefertigte, flexible Folienbahn 91 aus thermoplastischem Material, etwa Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid od. dgl., von einem (nicht gezeigten) Vorrat, etwa einer Rolle, über die Leitrolle 27 dem Schlitz zwischen der Druckwalze 29 und der angetriebenen Walze 31 zugeführt. Die angetriebene Walze 31 wird vorzugsweise mittels durch den ringförmigen Zwischenraum 39 geleiteten Dampfs, heißen Öls oder anderer Strömungsmittel beheizt. Die von der angetriebenen Walze 31 ablaufende, vorgewärmte Folie gelangt in das Gehäuse 48 und ist dort der von den Heißlufterzeugern 40, 41 links und rechts zugeführten Heißluft ausgesetzt. Die Folie durchlauft dann die zwischen den Heißlufterzeugern 41 und 42 gebildete Heizzonc 90 (Fig.4). Sie ist frei zwischen den Heißlufterzeugern hindurchgeführt und wird im unteren Bereich von einem durch den Schiit/ 70 uns dem Zuführkanal 69 austretenden schürfen Hcißluflstrnhl beaufschlagt, der über die einstellbaren Steuereinrichtungen 61, 63 gleichmäßig über die Breite der Folienbahn verteilt wird. Auf diese Weise sind beide Seiten der Folie einem stark erhitzten, gleichmäßig strömenden, rechteckigen HeiBluftstrahl ausgesetzt, so daß sich die Temperatur der Folienbahn 91 vorzugsweise bis über den Erweichungspunkt erhöht und die Folie dann geprägt werden kann. Dazu durchläuft die Folienbahn anschließend den Spalt zwischen den Prägewalzen, wobei deren Muster der Folie aufgeprägt

ίο und diese dabei von den gekühlten Oberflächen der Prägewalze und/oder der Andrückwalze gekühlt wird. Wie man in Fig.4 erkennt, wird die Heißluft in der Heizzone 90 zurückgehalten und über die Schlitze 72 in die Abführkanäle 71 abgesaugt. Die zurückströmende Luft gelangt dann in die Rückführkammern 56 und von diesen aus zu den Gebläsen 82, welche sie erneut über die Heizvorrichtungen den Einlaßkammern 51 zuführen, von wo aus sie die fortlaufend bewegte Folie erneut beaufschlagt.

ίο Die Vorrichtung ergibt ein höchst wirksames und anpassungsfähiges System zum Herstellen von geprägter thermoplastischer Folie. Die Heißlufterzeuger der Vorrichtung können im fertig zusammengebauten Zustand mittels der Endwandungen 43 aneinanderge-

fügt und an einem Traggestell über vorhandenen Prägewalzen angebracht werden. Die Vorrichtung führt der thermoplastischen Folie sehr große Wärmemengen zu, ohne daß die Folie vor Erreichen der Prägewalzen mit irgendwelchen harten Oberflächen in direkte Berührung kommt, was sonst ein Zerreißen oder Ankleben zur Folge haben kann. In der Vorrichtung ist eine äußerst schnelle Luftströmung mit sehr hohem Wärmegehalt erzeugbar, welche die beiden Seiten der Folie in sehr gleichmäßiger Verteilung beaufschlagt, so

daß diese schnell auf die Prägetemperatur erwärmt wird. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Vorrichtung ist die Unterbringung der Heizeinrichtungen, d. h der elektrischen oder dampfbeheizten Heizkörper außerhalb der Heißlufterzeuger so daß sie sich mühelos·

pflegen und gegebenenfalls auswechseln lassen. Fernci hat die Vorrichtung ein völlig freiliegendes Leitungssystem für die Förderung der Heißluft und clii Rückführung der verwendeten Luft /u den Hci/cinrich tungcn, so daß eine äußerst wirksame Beheizung

cr/.iclbur ist.

Ks lassen sich auf diese Weise sehr hochwertig geprägte Folien mit geringer Neigung zum Zerknittern guten Fesligkcitscigcnschuficn und geringem Oberfl» chcnglanz sowie einem tiefen PrUgemustcr und hohe

so Zug· und Druckfestigkeil herstellen.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum kontinuierlichen Prägen einer Rollenbahn aus thermoplastischem Material, mit einer beiderseits der Folienbahn vor einem Walzenpaar aus einer Prägewalze und einer mit elastischer Oberfläche ausgestatteten Andrückwalze angeordneten Umluft-Heizeinrichtung mit jeweils einer an einer Einlaßkammer für erwärmte Luft sich anschließenden Düseneinrichtung zum Beaufschlagen der Folienbahn mit Warmluft und einem zu einer Rückführkammer führenden, unmittelbar neben der Düseneinrichtung angeordneten Abführkanal, d a durch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung aus einem von der Einlaßkammer (51) aus zu einem nach unten in einen engen Schlitz (70) nahe der senkrecht abwärts geführten Folienbahn (91) zusammenlaufenden Zuführkanal (69) besteht, daß der Abführkanal (71) zur Rückführkammer (56) hin sich aufweitet und daß für den Zuführkanal (69) und den Abführkanal (71) gesonderte Steuereinrichtungen (61, 63) zur Steuerung der Luftströmung vorgesehen sind.

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