DE2801871C2 - Verfahren zum Druckwalzen einer Folie aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckwalzen einer Folie aus thermoplastischem Material, bei dem die Folie bei Umgebungstemperatur zwischen zylindrischen Walzen hindurchgeführt und dabei seine ursprüngliche Dicke reduziert wird, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der geradlinig zwischen den Walzen hindurchlaufenden Folie und die Abzugsspannung nahe der Elastizitätsgrenze der zwischen den Walzen austretenden Folie gehalten wird.

Ein solches Verfahren ist aus der CH-PS 4 59 545 bekannt. Auch wenn bei dem bekannten Verfahren das Druckwalzen der Folie bei Umgebungstemperatur nicht ausgeschlossen erscheint, werden bei dem offenbarten Ausführungsbeispiel des bekannten Verfahrens die Walzen auf eine Temperatur im Bereich zwischen 135 und 163°C erwärmt. Bei diesen Temperaturen ist das thermoplastische Material so weit erweicht, daß es selbstschmierende Eigenschaften hat.

Verfahren, bei denen das Druckwalzen thermoplastischer Folien tatsächlich bei Umgebungstemperatur stattfindet, sind von Williams et al in SPE Journal 17, 42 bis 48 (1971) sowie in den US-PS 35 04 75, 31 94 863, 30 83 410 und Re. 27 404 beschrieben. Bei diesen Verfahren findet das Walzen unter voller Schmierung statt, bei der sich zwischen der Folie und den Walzenoberflächen eine Schmiermittelschicht befindet. Bei dieser Technik sind die Oberflächen der Kunststofffolie und der Walzen an der Klemmstelle, also an der Stelle, an der die Druckausübung tatsächlich stattfindet, von dem Schmiermittel getrennt, das einen» hydrodynamischen Keil« zwischen den Walzen und dem Folienmaterial vor der Klemmstelle bildet, wenn das Material durch die Walzen hindurchläuft.

Bei einer hydrodynamischen oder vollen Schmierung sind die eine Relativbewegung zueinander ausübenden Flächen, nämlich die Arbeitsflächen der Walzen und die Oberflächen der polymeren Folie, ständig durch eine fortlaufende, ununterbrochene Schicht des flüssigen Schmiermittels getrennt, so daß zu keiner Zeit eine tatsächliche körperliche Berührung zwischen den gegenüberstehenden Oberflächen stattfindet. In der Praxis ist es jedoch häufig unmöglich oder nicht zweckmäßig, beim Walzen einer kontinuierlichen Plastikfolie die Bedingungen einer hydrcdynamischen Schmierung aufrechtzuerhalten. Die hydrodynamische Schmierung wird durch die entgegengesetzten Wirkungen der angewendeten Lasten oder Drücke begrenzt Eine Erhöhung des angewendeten Druckes, die häufig erforderlich ist, um ein gewünschtes Maß der Reduktion ίο der polymeren Folie mit den daraus folgenden Verbesserungen der Klarheit und anderen physikalischen Eigenschaften der Folie zu erzielen, erfordert eine kompensierende Erhöhung der Viskosität des flüssigen Schmiermittels und/oder eine Erhöhung der Walzgeschwindigkeit. Um so mehr als eine Erhöhung des angewendeten Druckes eine unverhältnismäßig größere Erhöhung der Viskosität des Schmiermittels und/oder der Walzengeschwindigkeit erfordern kann, sind dem Druckwalzen polymerer Folien unter den Bedingungen einer hydrodynamischen Schmierung praktische Grenzen für ein erfolgreiches Druckwalzen unter hohen Walzdrücken gesetzt. So führt eine Erhöhung der Walzgeschwindigkeit zur Erzeugung von unerwünschter Wärme als Ergebnis der in dem Schmiermittelfilm geleisteten zusätzlichen Arbeit. Andererseits gibt es nur einen optimalen Wert für die Viskosität des Schmiermittels, wenn das Walzen unter hydrodynamischen Bedingengen mit vorgegebener Geschwindigkeit und vorgegebenem Druck erfolgen soll.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Druckwalzen von Folien aus thermoplastischem Material anzugeben, bei dem von Fehlern, insbesondere mikroskopischen Löchern und ungleichmäßiger Transparenz, freie Folien erzielt werden, ohne daß kritische Verfahrensbedingungen eingehalten werden müssen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Hindurchführen der Folie zwischen den Walzen unter den Bedingungen einer Grenzschmierung oder Halbgrenzschmierung vorgenommen wird.

Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, daß das Druckwalzen unter Schmierbedingungen stattfindet, die als Halbgrenzschmierung (halbflüssige, nicht hydrodynamische Schmierung) und Grenzschmierung (Trockenschmierung, flüssigkeitslose Schmierung) bekannt sind. Der letztgenannte Zustand umfaßt im extremen Fall das Trockenwalzen. In jeder Form ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren durch einen tatsächlichen Kontakt zwischen den Oberflächen der Walzen und den Oberflächen der Kunststoffolie gekennzeichnet.

Wie es nachstehend noch beschrieben wird, kann ein fluides Medium dazu dienen, den Durchgang der Folie zwischen den Walzen zu erleichtern. Dieses fluide Medium, bei dem es sich nicht um ein» Schmiermittel« im üblichen Sinne des Wortes handelt, kann entweder unmittelbar auf die polymere Folie oder aber auf die Walzen aufgebracht werden, damit sie es auf die Folie übertragen. Es sind auch beide Maßnahmen möglich.

Der Hauptzweck eines solchen Mediums besteht entweder in seiner Wirkung als Mittel zum Kühlen oder zur Temperaturregelung oder als Mittel zum Erzeugen und Beibehalten eines Reibungskontaktes zwischen der Folie und den Walzenflächen, wodurch es sich von einem echten hydrodynamischen Schmiermittel unterscheidet.

Die bei dem Druckwalzen bewirkte Dickenreduktion kann 9 bis 95% betragen. Die Aufwickelspannung, also

die Spannung, welche die Aufwickelrollen auf die Folie ausüben, welche aus den Druckwalzen austritt, wird so hoch wie möglich gehalten, ohne die Elastizitätsgrenze oder Fließgrenze der polymeren Folie zu überschreiten. Die optimale Aufwickelspannung -<ann für jede spezielle Probe der polymeren Folie empirisch ermittelt werden, indem die Fließgrenze in Abhängigkeit von der Reduktion der Foliendicke aufgetragen wird. Es wurde festgestellt daß bei einem Arbeiten mit der genannten Aufwickelspannung eine unerwartete Verbesserung der physikalischen Eigenschaften wie der Fließgrenze, der Wasserundurchlässigkeit und der Durchsichtigkeit erzielt wird. In dieser Hinsicht kann das erfindungsgemäße Verfahren mit Aufwickelspannungen durchgeführt werden, die nur wenig unterhalb der Elastizitätsgrenze der Folie liegen, vorausgesetzt, daß der gleichzeitig auftretende Verlust bezüglich der zuvor genannten Eigenschaften oder die Verminderung des Ausmaßes der Reduktion der Filmdicke für den speziellen Zweck tolerierbar ist, für den die Folie bestimn.t ist. Es ist auch wichtig, zusammen mit der Aufwickelspannung die Abwickelspannung der Folie einzustellen, um die Zuführung der Folie mit der richtigen Geschwindigkeit zu den Druckwalzen zu gewährleisten.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise Druckwalzen verwendet, die ein genau ebenes Profil aufweisen, also nicht bauchig sind. Sie unterscheiden sich in dieser Hinsicht von den in der Metallindustrie üblichen Druckwalzen, die gewöhnlich bauchig oder ballig sind. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Druckwalzen zu verwenden, die leicht hohl ausgebildet sind, bei denen also der Durchmesser leicht von den Enden zur Mitte hin abnommt.

Im Gegensatz zu den Arbeitswalzen werden Loswalzen vorteilhaft mit einer leicht konvexen Wölbung und hoher Oberflächengüte ausgebildet, um ein Kräuseln der Folie zu verhindern. Das Maß der Wölbung hängt von der Breite der zu walzenden Folie ab. Eine Möglichkeit, den Loswalzen eine Oberfläche hoher Güte zu erteilen, besteht darin, sie mit einem Fluor-Kohlenwasserstoff, beispielsweise mit Teflon, zu beschichten. Eine andere für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Möglichkeit besteht in der Verwendung von gewölbten» Fischgrätenw-Loswalzen.

Ohne daß die Erfindung auf eine bestimmte Theorie beschränkt sein soll, wird angenommen, daß der Erfolg der vorliegenden Erfindung wenigstens teilweise durch das Verhalten der polymeren Folie und der eventuell zwischen den Walzen vorhandenen Flüssigkeit bedingt ist. In dieser Hinsicht ist es hilfreich, die wesentlichen Eigenschaften der drei Grundtypen der Schmierung, nämlich der hydrodynamischen, der Halbgrenzschmierung und der Grenzschmierung zu betrachten. Zu diesem Zweck wird auf die F i g. 1 und 2 der Zeichnung Bezug genommen, in denen die Beziehungen zwischen den drei wichtigsten, die Reibungsverhältnisse beeinflussenden Parametern dargestellt sind, nämlich zwischen der Viskosität Z des Schmiermittels, der Rollgeschwindigkeit N und der Belastung oder dem Druck P zwischen den Walzen. F i g. 1 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Reibungskoeffizientenμ von dem dimensionslosen Parameter ZN/P angibt. Fig. 2 veranschaulicht die entsprechende Abhängigkeit der Schmierfilmdicke h von dem Parameter ZN/P. Die drei Faktoren, nämlich der dimensionslose Parameter ZN/P, der Reibungskoeffizient und die Dicke des Schmierfilmes stehen zu den drei Grundtypen der Schmierung in Beziehung und bestimmen diese Typen, nämlich die hydrodynamische Schmierung, die Halbgrenzschmierung und die Grenzschmierung.

Eine hydrodynamische Schmierung findet statt, wenn die Viskosität des Schmiermittels, die Rollgeschwindigkeit und der Druck zwischen den Walzen solche Werte haben, daß sich ein Schmiermittelfilm ausbildet, in dem ein ausreichend hoher Druck herrscht, um die Walzenoberflächen von den Oberflächen des zwischen

ίο den Walzen hindurchlaufenden Folienmaterials zu trennen.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß sich eine hydrodynamische oder vollständige Flüssigkeitsschmierung einstellt, wenn der Wert des Parameters ZN/P ausreichend groß ist, um einen Schmiermittelfilm maximaler Dicke zu erzeugen. Dies ist auch die Bedingung, bei welcher der Reibungskoeffizient den kleinsten Wert hat, wie es F i g. 1 zeigt.

Eine weitere Erhöhung des Wertes von ZN/P hat keine vorteilhafte Wirkung, die sich durch eine Erhöhung der Dicke des Schmierfilmes ausdrücken würde. Vielmehr bleibt die Dicke des Schmierfilmes annähernd konstant, während der Reibungskoeffizient wieder anzusteigen beginnt. Es ist demnach ersichtlich, da3 einer der praktischen Nachteile des Druckwalzens unter Bedingungen einer hydrodynamischen Schmierung darin besteht, daß es nur einen optimalen Wert des Parameters ZN/P gibt. Wenn andererseits der Wert des Parameters ZN/P abnimmt, ist der Reibungskoeffizient μ nicht länger eine lineare Funktion von ZN/P, sondern beginnt vielmehr bei abnehmender Dicke des Schmierfilmes anzusteigen. Bei weiterer Abnahme des Parameters ZN/P kommt man in einen Bereich, in dem die Schmierbedingungen als Halbgrenzschmierung oder Halb-Flüssigkeitsschmierung bezeichnet werden (siehe Fig. 1). In diesem Bereich liegt weder eine hydrodynamische Schmierung noch eine Grenzschmierung vor. Vielmehr sind Elemente beider Arten der Schmierung vorhanden. Bei weiterer Abnahme des Wertes des Parameters ZN/P wird der Bereich der Grenzschmierung erreicht. In diesem Bereich der Schmierung ist kein kontinuierlicher Film des Schmiermittels mehr vorhanden. Die Reibungs- und Trageigenschaften des Schmiermittels sind unter den Bedingungen der Grenzschmierung in erster Linie Funktionen der Eigenschaften der festen Oberflächen, einschließlich der Oberflächen der Folie, der Arbeitswalzen und des Schmiermittels selbst, das sich zwischen diesen Oberflächen befindet.

Demnach ist es unter Bedingungen der Halbgrenz-Schmierung und/oder der Grenzschmierung möglich, mit einer höheren Belastung der Arbeitswalzen zu arbeiten, als beim Arbeiten mit hydrodynamischer Schmierung möglich ist. Wenn der Koeffizient ZN/Pbe\ der Verwendung von flüssigen Schmiermitteln Werte erreicht, die sich im Bereich der Halbgrenzschmierung nähern, werden solche Schmiermittel in zunehmendem Maße unwirksam und versagen schließlich völlig.

Das erfindungsgemäße Druckwalzverfahren, das außerhalb des Bereichs der hydrodynamischen Schmierung liegt, ergibt eine bedeutend erhöhte Flexibilität in der Wahl und Anwendung der Arbeitsparameter und führt zu der Herstellung von Folien besserer Qualität. Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß es die Ausnutzung günstiger Eigenschaften der hydrodynami-

t;5 sehen Schmierung gestattet, ohne die mit dieser Schmierung verbundenen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, während zugleich die überlegenen Eigenschaften einer Halbgrenzschmierung oder Grenzschmierung

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vorhanden sind. In dieser Hinsicht besteht ein hervorragender Gesichtspunkt darin, daß ein körperlicher Kontakt zwischen den Walzenoberflächen und den Oberflächen der polymeren Folie erwünscht und bei der hydrodynamischen Schmierung nicht erreichbar ist. Die Möglichkeit, ein Druckwalzen befriedigend mit direktem Kontakt zwischen den Oberflächen der Arbeitswalzen und der polymeren Folie durchzuführen, erhöht die Oberflächenglätte und verbessert die damit verbundenen optischen Eigenschaften der polymeren Folie. Das Fließen der polymeren Folie zwischen den Arbeitswalzen ist ebenfalls bei Fehlen eines hydrodynamischen Filmes wirksamer zu steuern, und in solchen Fällen liefert die Oberfläche der polymeren Folie siebst die erforderliche» Schmierung«.

Es wurde in dieser Hinsicht festgestellt, daß die Vorteile der Erfindung sich nur dann einstellen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen im wesentlichen gleich der linearen Geschwindigkeit des zwischen den Walzen hindurchlaufenden Plastikmaterials ist. Es ist jedoch von Bedeutung, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen gleich der linearen Eintrittsgeschwindigkeit des polymeren Folienmaterials zuzüglich eines Betrages ist, der sich aus der Reduktion der Foliendicke beim Durchgang durch die Arbeitswalzen ergibt. Diese Erhöhung beruht auf der Tatsache, daß beim Durchgang des polymeren Materials durch den» neutralen« Walzenkontaktbereich die Geschwindigkeit der polymeren Folie, die aus diesem Bereich austritt, um einen Betrag erhöht ist, der der Längung der Folie infolge der Reduzierung der Foliendicke äquivalent ist, und darüber hinaus um einen inkrementalen Betrag, der auf das Phänomen der Vorwärts-Extrusion zurückzuführen ist. Um diesen Zustand zu erreichen, ist es erforderlich, ein Gleiten zwischen den Oberflächen der Arbeitswalzen und der polymeren Folie zu verhindern, denn Geschwindigkeiten der Arbeitswalzen, die entweder erheblich über oder bedeutend unter den anderen Arbeits-Parametern liegen, erhöhen die Tendenz zu einem Brechen oder Reißen der polymeren Folie im Kontaktbereich zwischen den Walzen und der Folie bedeutend. Durch Auswahl von Waizenoberflächen, deren Reibungskoeffizient an den Reibungskoeffizienten des zu walzenden polymeren Materials angepaßt ist, kann ein solches Gleiten vermieden und das Ausmaß der Reduzierung pro Durchgang erhöht werden. So können übliche Walzen mit Oberflächen aus Werkzeugstahl zum Walzen von Kunststoffen mit durchschnittlichen Reibungskoeffizienten verwendet werden. Walzen, die mit einem reibungsarmen Material beschichtet sind, beispielsweise mit Huor-Kohienwasserstoffen wie» Teflon«, können dazu benutzt werden, polymere Folien zu walzen, die einen hohen Reibungskoeffizienten aufweisen. Mit Hartgummi belegte Arbeitswalzen, die einen relativ hohen Reibungskoeffizienten aufweisen, können mit Vorteil dazu verwendet werden, stärker gleitende Folien zu walzen, wie beispielsweise aus Polyolefinen hergestellte Folien. Walzenoberflächen mit relativ hohen Reibungskoeffizienten können auch durch die Verwendung von hochglanz-polierten verchromten, vernickelten oder auch üblichen Arbeitswalzen aus legierten Stählen erzielt werden, die auf Hochglanz polierbar sind und den polierten Zustand beibehalten. Der Poliergrad, der zum Erreichen des gewünschten Reibungskoeffizienten erforderlich ist, läßt sich von Fall zu Fall bestimmen. Außerdem können sogenannte nichtschmierende oder schmierangshmdernde Flüssigkeiten (nonlubricant oder anti-lubricant fluids), wie beispielsweise wäßrige Lösungen anorganischer Silikate, an Stelle einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten der Arbeitswalzen benutzt werden.
·> Als wünschenswerte, zusätzliche Maßnahme kann die aus den Arbeitswalzen austretende Folie einer seitlichen Spannung unterworfen werden, beispielsweise durch Anwendung eines Spannrahmens, um die Eigenschaften der Folie in dieser Richtung zu verbessern, da die

ίο Arbeitswalzen gewöhnlich vorwiegend zur Verbesserung der Eigenschaften der gewalzten Folie in Laufrichtung der Folie beitragen. Die Anwendung eines Spannrahmens bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine sehr interessante Maßnahme im Vergleich zum üblichen Druckwalzen polymerer Materialien, da eine gewaizte Folie, deren physikalische Eigenschaften außer in Walzrichtung auch quer zur Walzrichtung verbessert worden sind, in einem größeren Anwendungsbereich verwendbar ist als eine Folie, die nur in einer Richtung verbesserte Eigenschaften aufweist. Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Kaltwalzverfahren zur Herstellung polymerer Netze aus einem Kunststoffolien-Netzmaterial zu verwenden. Ein unerwarteter Vorteil, der auf diese Weise erzielt wird, besteht in den überlegenen physikalischen Eigenschaften des Produktes, und zwar sowohl in Längs- als auch in Querrichtung, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß die Elemente oder» Fasern« in dem Netz um etwa 45° zur Walzrichtung orientiert sind.

Kaltgewalzte Netze, die nach der Erfindung hergestellt worden sind, sind beispielsweise für die Herstellung von Obst-und Gemüsesäcken nützlich.

Beim Walzen vorgefertigter polymerer Folien zum Zweck einer Dickenverminderung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erwünscht, ein polymeres Ausgangsmaterial zu verwenden, dessen Abmessungen in engen Grenzen liegen, und zwar sowohl in der Dicke als auch in der Breite. Um diese Bedingung zu erfüllen, kann es erwünscht sein, das Ausgangsmaterial vor dem eigentlichen Druckwalzen vorzubehandeln, beispielsweise durch ein Walzen mit nur geringer Dickeverminderung oder Konditionieren unter Verwendung von beheizten Walzen, so daß das Polymer, beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen, einer Temperatur zwischen etwa 65 und 120⁰C, vorzugsweise etwa 90 bis 95° ausgesetzt wird.

Eine Halbgrenzschmierung oder Grenzschmierung kann beim Kaltwalzen von Plastikfolie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Praxis dank der Tatsache verwirklicht werden, daß die spezielle Art des Schmiermittels nicht die Betriebscharakteristik eines WälzvGrgaiigcs mit hydrodynamischer Schmierung beeinflußt. Nur wenn die Bedingungen einer Halbgrenzschmierung oder Grenzschmierung angewendet werden, beeinflussen die Eigenschaften des Schmiermittels die Wirkungsweise des Arbeitsganges. Daher ist eine Änderung in der Zusammensetzung des Schmiermittels während des Kaltwalzvorganges ein Indikator dafür, ob die erfindungsgemäß zu verwendenden Arbeitsbedingungen eingehalten sind oder nicht. So hat das Einbringen von sogenannten Fettstoffen (oilyness agents) oder Verschleißschutzstoffen (antiwear agents), wie beispielsweise von Salzen langkettiger Fettsäuren, in ein Schmiermittel unter den Bedingungen der Halbgrenzschmierung oder Grenzschmierung eine Verminderung des Reibungskoeffizienten des Schmjerfnittls zur Folge, was ein Vermindern der Aufwickelspannung der Folie erfordert Dieses Phänomen ist nicht

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zu beobachten, wenn mit einer hydrodynamischen Schmierung gearbeitet wird.

Der Übergang von einer vollkommenen Flüssigkeitsschmierung oder hydrodynamischen Schmierung beim Kaltwalzen von Kunststoff auf das erfindungsgemäße s Verfahren mit Halbgrenzschmierung oder Grenzschmierung erfolgt auf einfache Weise durch Erhöhen der auf die Walzen wirkenden Kraft, Vermindern der Lineargeschwindigkeit der die Walzen passierenden Plastikfolie. Vermindern des Walzendurchmessers oder κι Erhöhen der Aufwickelspannung, die auf die aus den Rollen austretende Folie ausgeübt wird. Unter den Bedingungen der Grenzschmierung fühlen sich die Oberflächen der Arbeitswalzen und der aus dem Walzenspalt austretenden Kunststoffolie trocken an, selbst wenn bei dem Verfahren eine nichtschmierende Kühlflüssigkeit verwendet wird. Im Gegensatz dazu ist ein Flüssigkeitsfilm beim Berühren der genannten Oberflächen deutlich erkennbar, wenn das Walzen unter den Bedingungen der hydrodynamischen Schmierung stattfindet.

Die Verwendung von nichtinerten Flüssigkeiten und Stoffen, die unter den Bedingungen einer Halbgrenzschmierung wünschenswerte Eigenschaften als Schmiermittel haben, ist in Fig. 3 veranschaulicht. F i g. 3 zeigt, daß die Zugabe von Additiven zu den Schmiermitteln, wie beispielsweise von langkettigen polaren Verbindungen, die Möglichkeit bietet, die Wirkungen der hydrodynamischen Schmierung bis in den Bereich der Halbgrenzschmierung auszudehnen, μ obwohl die Filmdicke geringer geworden ist als im Falle einer vollständig hydrodynamischen Schmierung.

Beispiele für nichtinerte Flüssigkeiten und Stoffe, die erwünschte Eigenschaften als Schmiermittel unter Bedingungen der Halbgrenzschmierung aufweisen und r> für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, umfassen natürliche Fette pflanzlicher und tierischer Herkunft, einschließlich von Fischfetten, langkettige Fettsäuren, Alkohole, Amine, Amide, Polyäthylenglycoie. Ester dieser Stoffe und verschiedener Säuren und 4(1 Mkoholeunddgl.

Diese Stoffe wirken als hydrodynamische Fluide in ler gleichen Weise wie alle anderen inerten Fluide mit ntsprechenden Viskositätseigenschaften, sind jedoch !lsätzlich wirksame Schmiermitte! unter den Bedingun- :n einer Halbgrenzschmierung.
Es wurde festgestellt, daß außer Flüssigkeiten auch .wisse Feststoffe beim Druckwalzen von polymeren )lien in gleicher Weise wirksam sind. Bei Fehlen derer Flüssigkeiten kann Wasser in Verbindung mit sen Feststoffen zur Wärmesteuerung benutzt weri. Beispiele für geeignete Feststoffe sind Polytetrairäthyien (Teflon), Polyamide, Polycarbonate, PoIyylate und Methacrylate. Feste Schichten aus kolloida-• Graphit und/oder kolloidalem Molybdänsulfid, die ss solche verwendet oder zuvor mittels geeigneter idemittel auf die Oberflächen der Arbeitswalzen gebracht worden sind, sind unter gewissen Arbeitsjingungen ebenfalls wirksam. Es wurde ferner tgestellt, daß die kombinierte Anwendung von issigkeiten, wie langkettigen polaren Verbindungen, d nichtpolaren Flüssigkeiten ebenfalls bei der jrchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wirkmist-

Die folgenden Beispiele haben den Zweck, das Fmdungsgemäße Verfahren und die damit erzielten orteile näher zu erläutern, ohne die Erfindung zu !schränken.

Beispiel I

Druckwalzen mit Halbgrcnzschmierung

Eine Rolle Polyäthylenfolie hoher Dichte (0,09 bis 0,99) von 59 cm Breite und 0,4 mm Dicke wurde auf die Abwickelrolle an der Eingangsseite eines 4-hi-Kaltwalzwerkes eingelegt. Der Walzendurchmesser betrug 23 cm und die Flächenbreite jeder Rolle 68,5 cm. Die Arbeitsrollen waren mit einer Oberfläche aus einer Chrom-Nickel-Legierung versehen und hatten ein genau ebenes Profil, also keinerlei Wölbung. Die Abwickelrolle war mit einer Bremse oder Kupplung versehen, die es ermöglichte, die polymere Folie den Arbeitswalzen mit einer über die ganze Breite der Folie in weiten Grenzen einstellbaren Zugspannung zuzuführen.

Die Folie wurde durch die Arbeitswalzen hindurchgeführt und an einer Aufwickelspule befestigt. Die Aufwickelgeschwindigkeit der Aufwickelspule konnte auf die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen in der Weise eingestellt werden, daß die aus den Arbeitswalzen austretende Folie über die ganze Breite der Folie gleichmäßig einer in einem weiten Bereich einstellbaren Zugspannung unterworfen werden konnte.

Die Aufwickelrolle wurde eingeschaltet und das Getriebe der Arbeitswalzen auf eine Drehzahl von 125 U/min eingestellt. Die polymere Folie wurde in den Kontaktbereichen der beiden Arbeitswalzen mittels der Anstellschrauben der Walzen zunehmend höheren Drücken ausgesetzt. Die Abwickel- und Aufwickelspannungen, denen die Folie ausgesetzt war, wurde gleichzeitig so eingestellt, daß eine druckgewalzte polymere Folie mit der gewünschten gleichmäßigeren Dicke über die ganze Breite erzielt wurde, und die Folie sich durch eine optimale Klarheit oder Durchsichtigkeit und optimale physikalische Eigenschaften auszeichnete. Die in die Arbeitsrollen eintretende Folie wurde an der Oberseite und an der Unterseite zu Kühlungszwecken mit Wasser bespült.

Unter den genannten Bedingungen hatte die aus den Walzen austretende Folie eine Dicke von 0,1 mm. Dies bedeutet eine Reduzierung der Dicke bei einem einmaligen Durchgang um 75% oder eine Reduktion auf 25% der ursprünglichen Dicke.

Beispiel II

Druckwalzen mit Grenzschmierung
(Trockenschmierung)

Das in dem vorhergehenden Beispiel beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde dabei keine Flüssigkeitskühlung angewendet, sondern es wurden die Arbeitswalzen in der nachstehend beschriebenen Weise vorbehandelt.

Die Oberflächen der Arbeitswalzen wurden sorgfältig unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels wie Naphtha, Methylethylketon, Toluol Benzol oder dgL sorgfältig entfettet. Die Arbeitswalzen wurden dann durch Anwendung einer üblichen Naß- oder Trocken-Blastechnik dampfgestrahlt, wobei als Strahlkorn Aluminiumoxidteilchen mit einer Größe im Bereich von 0,07 bis 0,1 mm verwendet wurden. Das Dampfstrahlen wurde fortgesetzt, bis eine Oberflächengüte im Bereich von 0,5 bis 03 μιη erreicht war. Schließlich wurden die Oberflächen der Arbeitswalzen mit einer Dispersion von 1:4 bis 4:1 von feinem M0S2 mit einer Teilchengröße von weniger als 10 μτη und feinstgemah-

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lenem Graphit in einem thermoplastischen Phenolh?rz-Bindemittel beschichtet. Diese Beschichtung wurde vorzugsweise durch Sprühen aufgebracht, beispielsweise mit einer Künstler-Spritzpistole oder einer üblichen Spritzpistole in zwei oder drei Auftragen, um eine Schicht zu bilden, die eine gleichförmige Dicke im Bereich zwischen 5 und 12 μηι aufwies. Die aufgebrachte Schicht wurde dann in Luft ausgehärtet, bis die Oberfläche berührungstrocken war, oder, vorzugsweise, unter Anwendung einer Infrarot- oder sonstigen Beheizung bei Temperaturen zwischen 90 und 120°C während einer Zeit zwischen 15 und 30 Minuten.

Das Druckwalzen wurde ohne Anwendung einer Schmier- und/oder Kühlflüssigkeit durchgeführt. Es wurde die polymere Folie und/oder die Oberfläche der Arbeitswalzen nur bei Bedarf fein mit Wasser besprüht.

um die Wärme abzuführen, die durch die Reibung zwischen der Folie und der Oberfläche der Arbeitswalzen erzeugt worden ist.

Beispiel III
Druckwalzen mit Grenzschmierung

Es wurde das in dem vorhergehenden Beispiel beschriebene Verfahren wiederhol;, jedoch wurden die Oberflächen der Arbeitswalzen nach dem Entfetten und Putzstrahlen mit einer äußerst feinen Dispersion von Tetrafluoräthylen in einem anorganischen Bindemittel besprüht und dann ausgehärtet. Ein geeignetes handelsübliches Mittel ist Molykote 523, das von der Firma Dow Corning hergestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Druckwalzen einer Folie aus thermoplastischem Material, bei dem die Folie bei Umgebungstemperatur zwischen zylindrischen Walzen hindurchgeführt und dabei seine ursprüngliche Dicke reduziert wird, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der geradlinig zwischen den Walzen hindurchlaufenden Folie und die Abzugsspannung nahe der Elastizitätsgrenze der zwischen den Walzen austretenden Folie gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hindurchführen der Folie zwischen den Walzen unter den Bedingungen einer Grenzschmierung oder Halbgrenzschmierung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne:, daß eine aus Polyäthylen oder Polypropylen bestehende Folie behandelt wird.