DE2450770C3

DE2450770C3 - Device for the increased supply of thermoplastic material at the edges of a calender nip for the production of foils

Info

Publication number: DE2450770C3
Application number: DE19742450770
Authority: DE
Inventors: D.I. Günther 8424 Saal; Döbler Johann 8261 Unterneukirchen; Stumpf Hans Rainer Dr. 8261 Burgkirchen Botsch
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1977-10-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur erhöhten Zufuhr von thermoplastischem Material an den Rändern eines Kalandevwalzenspaltes zur Herstellung von Folien, bestehend aus mindestens zwei Walzen, denen eine Folienbahn über die eine Walze in deren Walzenspalt unter Ausbildung eines rotierenden Massewulstes zugeführt wird.The invention relates to a device for increased Feeding of thermoplastic material at the edges of a calender nip for production of foils, consisting of at least two rollers, which a foil web over the one roller in their Roller gap is supplied with the formation of a rotating mass bead.

Bei der Herstellung von Folien aus thermoplastischen Massen auf Mehrwalzenkalandern bildet sich infolge der stufenweisen Verkleinerung der Walzenspalte vor jedem Walzenspalt ein Massevvulst oder Materialstau, der bei ausreichend niedriger Viskosität eine Drehbewegung entsprechend der Abrollung auf dem Umfang der Kalanderwalze erfährt und daher auch als Rollknei bezeichnet wird (vgl. deutsche Auslegeschrift 16 29 288 sowie deutsche Offenlegungsschrift 20 33 156). Dieser Rollknet, der beispielsweise auch bei der Kalandrierung von Suspensions- und/oder Masse-PVC üblich ist, dient einerseits zur Homogenisierung der Kunststoffmasse, wobei sich die zusätzliche Erwärmung durch intensive Scherwirkung auf das Fließverhalten günstig auswirkt, andererseits ist ein gewisser Materialstau notwendig, um bei einer Störung in der Zufütterung die Kalanderwalzen vor einer Beschädigung durch Zusammenfahren zu schützen.During the production of foils from thermoplastic masses on multi-roll calenders, the result is the gradual reduction of the roller gap before each roller gap a mass bulge or material jam, which, if the viscosity is sufficiently low, a rotary movement corresponding to the rolling on the circumference the calender roll and therefore also as a roll knee is referred to (see. German Auslegeschrift 16 29 288 and German Offenlegungsschrift 20 33 156). This Roll kneading, which is also common in the calendering of suspension and / or bulk PVC, is used on the one hand for the homogenization of the plastic mass, whereby the additional heating through intensive Shear effect has a favorable effect on the flow behavior, on the other hand, a certain material build-up is necessary, in order to prevent the calender rolls from being damaged by moving together in the event of a malfunction in the feed to protect.

Die Form des Rollknets, insbesondere des Rollknets im letzten Walzenspalt, hat einen starken Einfluß auf die Qualität der erzeugten Folie (vgl. die deutsche Auslegeschrift 16 29 288). Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche und in der Dickenverteilung des rotierenden Massewulstes, insbesondere vor dem letzten Walzenspalt, führen zu Fehlern in der Oberfläche des aus dem Walzenspalt austretenden Produktes. So können z. B. durch eine rauhe, aufgerissene Oberfläche des Rollknets zwischen ihm und der ihn antreibenden Walze Luftbläschen mit eingezogen werden, die nach Passieren des Walzenspaltes aufplatzen und eine kraterförmige Vertiefung in der Oberfläche der Folie hinterlassen oder aber als Lufteinschlüsse in Form von Bläschen erhalten bleiben. Unregelmäßigkeiten in der Dicke des rollenden Knetes führen zu Schwankungen des Massedrucks im Walzenspalt, was Änderung der Foliendieke in Form von Schlieren (Fließlinien) bewirkt. Die Ursache der Dickenschwankungen des Rollknetes ist in der zitierten DT-AS 16 29 288 in Spalte 1 eingehend erläutert; im rotierenden Materialstau ist eine geringe Fließkomponente in Breitenrichtung, d.h. eine Verteilungstendenz des Materialstaus von der Mitte der Walze nach beiden Richtungen zum Rand hin. vorhanden und führt dazu, daß der Durchmesser des Rollknets von der Mitte zu den Rändern abnimmt. Wegen der gleichbleibenden Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantel über die Walzenbreite wird der sich darauf abrollende Knet an den Randern schneller angetrieben als in der Mitte und erfährt dadurch eine Verdrillung, die sich in gewindeartigen Wülsten am Knetumfang äußert. Außerdem kommt es zu Rauhstellen in der Knetoberfläche durch Schmelzenbruch, wodurch Lufteinschlüsse, wie oben beschrieben, begünstigt werden."The shape of the kneading, in particular the kneading in the last nip, has a strong influence on the Quality of the film produced (cf. German Auslegeschrift 16 29 288). Irregularities in the Surface and in the thickness distribution of the rotating mass bead, especially in front of the last nip, lead to defects in the surface of the product emerging from the nip. So z. B. through a rough, torn surface of the rolling clay between it and the roller that drives it Air bubbles are drawn in, which burst after passing the nip and a crater-shaped Leave a recess in the surface of the film or as air pockets in the form of bubbles remain. Irregularities in the thickness of the rolling clay lead to fluctuations in the Melt pressure in the nip, which changes the film thickness in the form of streaks (flow lines). The cause of the fluctuations in the thickness of the kneading material is in the quoted DT-AS 16 29 288 in column 1 explained in detail; in the rotating material jam there is a small flow component in the width direction, i.e. a distribution tendency of the material jam from the center of the roller in both directions towards the edge. present and leads to the fact that the diameter of the kneading decreases from the center to the edges. Because of the constant peripheral speed of the roll shell across the roll width, the The putty that rolls on it is driven faster at the edges than in the middle and experiences a Twisting, which manifests itself in thread-like beads on the kneading circumference. There are also rough spots in the kneading surface due to melt fracture, which promotes air inclusions, as described above will."

Lufteinschlüsse, Krater und Schlieren in Folien haben einen wertmindernden Einfluß auf die Folie, insbesondere dann, wenn es auf gute Durchsicht ankommt und erschweren den Einsatz solcher Folien für entsprechende Anwendungen, z. B. Klarsichtpackungen. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich beim Weiterverarbeiten, beispielsweise beim Tiefziehen.Air inclusions, craters and streaks in the film have a value-reducing influence on the film, in particular when it comes down to a good view and make it difficult to use such films for appropriate Applications, e.g. B. Transparent packs. Additional difficulties arise during further processing, for example in deep drawing.

Aus der amerikanischen Patentschrift 16 64 273 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der bei der Herstellung von Folien aus thermoplastischem Material auf einem Kalander mit mindestens zwei Walzen die Ausbreitung des Massewulstes über den Walzenrand hinaus verhindert wird, und mit der gleichzeitig dem Massewulst an dessen Rändern zusätzlich thermoplastisches Material in Form von an der Walze haftenden Folienbahnrandschnitten zugeführt wird. Die Vorrichtung besteht aus je einer der Walzenoberflächenkrümmung angepaßten Gleitbacke eus Metall, die an der. Rändern der letzten Kalanderwalzen, vor dem von diesen gebildeten Walzenspalt, angeordnet ist. Diese Gleitbacken müssen, um ihrer Funktion gerecht zu werden, nicht nur genau der Oberflächenkrümmung der Walze angepaßt, sondern auch in einem sehr engen Kontakt zu der Walze angeordnet sein. Dadurch ist die Gefahr einer Beschädigung der hochglanzpolierten Walzenoberfläche gegeben. Die Gleitbacken unterliegen ferner einem beträchtlichen mechanischen und thermischen Verschleiß, wobei Verschleißteilchen (Metallteilchen), auf die Kalanderwalze und damit in den Kalandrierprozeß gelangen können, was eine Beschädigung mehrerer oder aller Kalanderwalzen oder auch eine Beeinträchtigung der kalandrierten Folie zur Folge hat. Schließlich haftet den Gleitbacken gemäß US-PS 16 64 273 auch noch der Nachteil an, daß sich an ihren Rändern (an denen der Materialfluß praktisch stillsteht) thermoplastisches Material teilweise festsetzt und thermisch zersetzt wird; werden bereits zersetzte (verkohlte) Teilchen von nachkommendem Material mitgerissen, so werden sie in die Folie eingewalzt, die dadurch nahezu unbrauchbar wird.From the American patent 16 64 273 a device is known with which in the production of films made of thermoplastic material on a calender with at least two rollers the spread of the mass bead is prevented beyond the edge of the roller, and at the same time the mass bead on the edges of which are additionally thermoplastic material in the form of film web edge cuts adhering to the roller is fed. The device consists of one adapted to the roll surface curvature Sliding block eus metal, which is attached to the. Margins of the last Calender rolls, is arranged in front of the nip formed by these. These sliding blocks must in order to do justice to their function, not only precisely adapted to the surface curvature of the roller, but also be placed in very close contact with the roller. This is the risk of a Damage given to the highly polished roller surface. The sliding blocks are also subject to a considerable mechanical and thermal wear, with wear particles (metal particles) the calender roll and thus can get into the calendering process, which can damage several or all of the calender rolls or an impairment of the calendered film. In the end adheres to the sliding blocks according to US-PS 16 64 273 also the disadvantage that at their edges (on which the flow of material practically stands still) thermoplastic material partially sets and thermally is decomposed; if already decomposed (charred) particles are carried away by the following material, see above they are rolled into the foil, which becomes almost unusable as a result.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine Qeschädigungder Kalanderwalzen weitgehend ausgeschaltet ist, und die Zufuhr des zusätzlichen thermoplastischen Materials ohne eine Beeinträchtigung des Materials, insbesondere hinsichtlich seiner thermischen Stabilität, ermöglicht ist.Accordingly, the invention is based on the object to the effect of the device described above to improve that damage to the calender rolls is largely off, and the supply of the additional thermoplastic material without one Impairment of the material, in particular with regard to its thermal stability, is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by

daß im Bereich der Randzonen einer der beiden den Spalt bildenden Walzen je ein rotierendes und axial zu Achse dieser Walze verschiebbares Bürstenrad angeordnet ist, dessen Bürstenenden die Folienbahn oder die von der Folienbahn abgeschnittenen und an der Walze haftenden Randstreifen ergreifen und die A.chse des Bürstenrades einen verstellbaren Winkel (a) zwischen η Grad und 90 Grad mit einer durch den Mittelpunkt des Bürstenrades laufenden Parellelen zur Achse der Walze bildet, wobei die Drehung des Bürstenrades se- verläuft, daß der Rundbereich der Folienbahn oder die Randstreifen nach innen eingerollt werden.that in the area of the edge zones of one of the two rollers forming the gap, one rotating and one axially closed Axis of this roller displaceable brush wheel is arranged, the brush ends of which the film web or take hold of the edge strips cut from the film web and adhering to the roller and the A.chse of the brush wheel an adjustable angle (a) between η degrees and 90 degrees with a through the The center of the brush wheel forms parallel parallels to the axis of the roller, the rotation of the Brush wheel se- runs that the round area of the film web or the edge strips rolled inwards will.

Durch das Einrollen der Ränder der Folienbahn oder der von der Folienbahn abgeschnittenen Randstreifen mittels Bürstenräder ist in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht, daß dieses thermoplastische Material keinen Vorgängen ausgesetzt wird, die eine erhöhte Thermostabililätsbelastung des Materials während des Zuführens zur Folge haben. Ferner kann der Massewulst durch Variation der Breite der Randstreifen oder durch Verstellen der Bürstenräder parallel zur Walzenachse sowie durch entsprechende Wahl der Breite der Bürstenräder je nach Bedarf mit mehr oder weniger zusätzlichem thermoplastischem Material beschickt werden, das etwa den gleichen Plastifizierungsgrad aufweist, wie jenes im Massewulst selbst. Dadurch läßt sich, insbesondere in Zusammenhang mit den bei modernen Kalandern vorhandenen Verstellmnglichkeiten. wie Schrägstellung, eine für die Kalandrierung optimale zylindrische Knetform erreichen. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltenen Folien sind weitgehend frei von Fließlinien, die von einem ungleichmäßijen Massewulst insbesondere im letzten Walzenspalt herrühren. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch möglich. Folien mit größeren Dicken in guter Oberflächenbeschaffenheu herzusteilen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in jedem Kalanderbetrieb technisch und apparativ einfach realisierbar, wobei das Kalandrieren an sich in keiner Weise gestört wird; so ist der Massewulst beispielsweise für Meßeinrichtungen leicht zugänglich, wie auch die visuelle Kontrolle des Massewulstes nicht behindert wird.By rolling in the edges of the film web or the edge strips cut from the film web by means of brush wheels it is made possible in a particularly advantageous manner that this thermoplastic material is not exposed to any processes that increase the thermal stability of the material during the Result in feeding. Furthermore, the mass bead by varying the width of the edge strips or by adjusting the brush wheels parallel to the roller axis and by choosing the width of the Brush wheels loaded with more or less additional thermoplastic material as required that has about the same degree of plasticization as that in the mass bead itself. This leaves especially in connection with the adjustment options available in modern calenders. like inclination, achieve an optimal cylindrical kneading shape for calendering. The one with the According to the invention device obtained films are largely free of flow lines from a uneven mass bead, especially in the last nip. With the invention Device it is also possible. Produce thick films with a good surface finish. The device according to the invention is technically and apparatus-wise simple in every calender operation feasible, with calendering per se in none Way is disturbed; so the mass bead is easily accessible, for example, for measuring devices, as well as the visual control of the mass bead is not hindered.

Als thermoplastisches Material zur Herstellung von Folien mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommen die durch Kalandrierung unter Bildung eines rotierenden Massewulstes verarbeitbaren thermoplastischen Kunststoffe bzw. Abmischungen davon in Frage. Beispielsweise seien Olefinpolymerisat^ wie Polyäthylen oder Polypropylen, Styrolpolymerisate, Polymerisate auf Basis Aerylnitril-Buiadien- Styrol sowie Methylmethacrylat-Butadien-Styrol, Vinylidenhalogenidpolymerisate und Acrylsäureesterpolymerisate genannt. Vorzugsweise kommen Polymerisate auf Basis Polyvinylchlorid, wie Homopolymerisate oder Copolymerisate des Vinylchlorids mit damit copolymerisierbaren Monomeren, wie beispielsweise Vinylidenchlorid, Vinylester, Styrol, Olefine, Acrylnitril, Acrylester oder Methacrylester, sowie Abmischungen derartiger Polymerisate in Betracht.The device according to the invention can be used as a thermoplastic material for producing films thermoplastics that can be processed by calendering to form a rotating mass of mass Plastics or mixtures thereof in question. For example, olefin polymers such as polyethylene or polypropylene, styrene polymers, polymers based on aeryl nitrile butadiene styrene and methyl methacrylate butadiene styrene, Vinylidene halide polymers and acrylic acid ester polymers called. Preference is given to polymers based on polyvinyl chloride, such as homopolymers or copolymers of vinyl chloride with monomers copolymerizable therewith, such as vinylidene chloride, vinyl ester, Styrene, olefins, acrylonitrile, acrylic esters or methacrylic esters, as well as mixtures of such polymers into consideration.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention is explained in more detail by means of exemplary embodiments with reference to a drawing. It indicates

Fig. 1 eine Ausführungs^rDrm einer Vorrichtung an einem Mehrwalzenkalander (es sind nur die in Abzugsrichtung beiden letzten Walzen dargestellt) in Vorderansicht,Fig. 1 is an execution ^r Drm of a device at a multi-roll calender (only shown in the drawing direction last two rollers) in front view,

F i g. 2 die Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig.l.F i g. 2 the side view of the device according to Fig.l.

Fi g. 3 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung an einem Mehrwalzenkalander (es sind nur die in Abzugsrichtung beiden letzten Walzen dargestellt) in Vorderansicht,Fi g. 3 a further embodiment of a device on a multi-roll calender (only the last two rolls in the take-off direction are shown) in Front view,

Fig.4 die Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3.4 shows the side view of the device according to FIG. 3.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 ist an den Rändern der vorletzten Kalanderwalze 1 (eines vorzugsweise Vier- oder Fünf-Walzen-Kalanders der I-, E-, L-, S- oder Z-Form) je einen Bürstenrand 3 so nahe /nt Walze angebracht (mittels einer Halterung), daß die Bürst'inenden die Oberfläche der Walze I gerade berühren. Die Bürstenränder 3, die mit Hilfe des Getriebemotors 4 regelbar angetrieben werden, sind in einer solchen Neigung zur Walze 1 angestellt, daß zwischen der Achse jedes Bürstenrandes 3 und einer durch den Bürstenmittelpunkt laufenden Parallelen zur Achse der Walze 1 ein Winkel von 45 Grad gebildet wird, wobei die Richtung der Drehung, die der regelbare Getriebemotor 4 den Bürsten 3 erteilt, so verläuft, daß die Ränder der Folienbahn 5 nach innen eingerollt werden (in einer Breite, die etwa je einem Dreißigstel der Gesamtlänge des Massewulsies entspricht), wodurch sich die Folienrandverdickung (Materialanhäufung) 6 ergibt. Diese Materialanhäufung 6 läuft dem vor dem letzten Kalanderspalt rollenden Massewulst 7 an dessen beiden Außenzonen als zusätzliches Material zu. Von der letzten Kalanderwalze 2 wird die kalandrierte Folie 8 unter der Andrückwalze 9 abgezogen und aufgewickelt (nicht dargestellt). Die Einrichtung aus Rundbürsten 3 und regelbarem Getriebemotor 4 ist an einer Halterung (nicht dargestellt) schwenkbar befestigt, die parallel zur Achse der Walze 1 verschiebbar ist. Auf diese Weise kann der Einrollvorgang an den Rändern der Folienbahn 5 auf jede beliebige Umfangsgeschwindigkeit der Walze 1 abgestimmt werden, zusätzlich lassen sich durch die Parallelverschiebung Stärke und Lage der Folienrandverdickung (Materialanhäufung) 6 nach den Erfordernissen einstellen.In the embodiment according to FIG. 1 and 2 is on the edges of the penultimate calender roll 1 (one preferably four or five-roll calenders of the I, E, L, S or Z shape) each have a brush edge 3 as close as possible / nt roller attached (by means of a bracket) that the brush ends the surface of the roller I straight touch. The brush edges 3, which are controllably driven with the aid of the gear motor 4, are shown in FIG such an inclination to the roller 1 employed that between the axis of each brush edge 3 and one by the brush center running parallels to the axis of the roller 1 an angle of 45 degrees is formed is, wherein the direction of rotation that the variable speed gear motor 4 gives the brushes 3 is such that the edges of the film web 5 are rolled inwards (in a width that is approximately one-thirtieth each corresponds to the total length of the mass bulge), whereby the thickening of the film edge (material accumulation) 6 results. This accumulation of material 6 runs against the mass bead 7 rolling in front of the last calender nip its two outer zones as additional material. The last calender roll 2 is the calendered one Film 8 is pulled off under the pressure roller 9 and wound up (not shown). The establishment Round brushes 3 and adjustable gear motor 4 is pivotably attached to a bracket (not shown), which is displaceable parallel to the axis of the roller 1. In this way, the rolling process to the Edges of the film web 5 to any circumferential speed the roller 1 can be adjusted, in addition, the parallel shift Adjust the thickness and position of the thickened film edge (material accumulation) 6 as required.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 und 4 sind auf der letzten Kalanderwalze 2 Folienrandschneidemesser 10 angebracht, mit denen von der auf der letzten Kalanderwalze 2 laufenden Folienbahn 5 je ein Folienrandstreifen 11 abgeschnitten wird. Die Schneidemesser 10 bestehen zweckmäßigerweise aus scharfkantigen, drehbar gelagerten Scheiben, die an der Walze 2 anliegen und unabhängig voneinander parallel zur Achse der Walze 2 verschiebbar sind, wodurch Folienrandstreifen 11 gewünschter Breite abgeschnitten werden können. Die von den Schneidemessern 10 abgeschnittenen Streifen 11 laufen, an der Walze 2 durch Adhäsion haftend, um die Walze 2 herum auf die Bürstenräder 3 zu. während die kalandrierte Folie 8 unter der Andrückwalze 9 abgezogen und aufgewickelt wird (nicht dargestellt) Die Bürstenräder 3 in Verbindung mit dem regelbaren Getriebemotor 4 sind an der Walze 2 ihrer Funktion entsprechend analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l und 2 angebracht, wodurch die zu den Bürstenrädern 3 gelangenden Streifen 11 durch die entsprechend gedrehten Bürstenräder 3 nach innen eingerollt werden; dabei ergibt sich die MateriaianhäufungIn the embodiment according to FIG. 3 and 4 are 2 foil edge cutting knives on the last calender roll 10 attached, with those of the film web 5 running on the last calender roll 2 each Foil edge strip 11 is cut off. The cutting knife 10 expediently consist of sharp-edged, rotatably mounted disks which are attached to the roller 2 abut and are independently displaceable parallel to the axis of the roller 2, whereby Foil edge strips 11 cut off the desired width can be. The strips 11 cut off by the cutting knives 10 run on the roller 2 adhering by adhesion around the roller 2 towards the brush wheels 3. while the calendered film 8 is drawn off and wound up under the pressure roller 9 (not shown). The brush wheels 3 in Connection with the controllable gear motor 4 are on the roller 2 according to their function analogous to that Embodiment according to Fig.l and 2 attached, whereby the reaching the brush wheels 3 Strip 11 through the appropriately rotated brush wheels 3 rolled inwards; this results in the accumulation of material

den Randzoner! desthe Randzoner! of

Massewulstes 7 zuläuft. Die Dosierung des für einen Wulst 7 von gleichmäßiger Stärke nötigen Materials kann dabei in der Weise erfolgen, daß man durch Verschieben der Schneidemesser 10 die Breite derMass bead 7 runs. The dosage of the material necessary for a bead 7 of uniform thickness can be done in such a way that by moving the cutting knife 10 the width of the

Streifen 11 und damit die zum Massewulst 7 gelangende Materialanhäufung 6 einstellt. Zweckmäßigerweise ist, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2, die Einrichtung aus Bürstenrädern 3 und regelbarem Getriebemotor 4 an einer Halterung (nicht dargestellt) schwenkbar befestigt, die parallel zur Achse der Walze 2 verschiebbar ist.Strip 11 and thus the one that reaches the mass bead 7 Material build-up 6 sets. Appropriately, as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the Device consisting of brush wheels 3 and adjustable gear motor 4 on a bracket (not shown) pivotally attached, which is displaceable parallel to the axis of the roller 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for increased supply of thermoplastic material at the edges of a calender nip for the production of films, consisting of at least two rollers, one of which is a film web fed via the one roller in the roller gap with the formation of a rotating mass bead is, characterized in that one of the two in the area of the edge zones Gap-forming rollers (1, 2) are each rotating and axially displaceable to the axis of this roller (1 or 2) Brush wheel (3) is arranged, whose brushes end the film web (5) or that of the film web gripped edge strips (II) that have been cut off and adhered to the roller (2) and the axis of the Brush wheel (3) an adjustable angle (ex) between 0 degrees and 90 degrees with a through the The center of the brush wheel (3) forms parallel to the axis of the roller (1 or 2), the Rotation of the brush wheel (3) takes place in such a way that the edge region of the film web (5) or the edge strips (11) rolled inwards.