DE2825209A1

DE2825209A1 - Verfahren und vorrichtung zum recken einer flachfolie aus kunststoff, insbesondere polypropylen

Info

Publication number: DE2825209A1
Application number: DE19782825209
Authority: DE
Inventors: Roetger Dipl Chem Dr Armsen; Friedrich Frhr Von Und Aufsess; Hans Pohl
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1978-06-08
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE2825209B2; DE2825209C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Recken einer Flachfolie
aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Recken einer Flachfolienbahn aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen. Das Verfahren wird mit einer Vorrichtung ausgeführt, die mit in endlosen Führungsbahnen laufenden Kluppen zum Halten der Folienbahn während des Reckens und mit zum Antreiben der Kluppen sorgesehenen Gewindespindeln :#-#~? :t## ist, die in de} :nd#i parallel zu den gluppenführungsbahnen, also in Bahnlaufrichtunc: zueinander divergierend angeordnet sind.
Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-PS 10 88 703 dargestellt und beschrieben. Sie besitzt Gewindespindeln, deren Gewindegänge über die ganze Länge der Spindeln kontinuierlich wachsende Neigungswinkel aufweisen, wodurch die Reckkluppen gleichmässig beschleunigt werden. Mit einer solchen Vorrichtung wird die Folienbahn gleichzeitig in beiden Achsrichtungen gereckt, wodurch die Folie eine erhebliche Verbesserung der Festigkeitseigenschaften erfährt. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass insbesondere wenn höhere Festigkeitswerte in Längsrichtung angestrebt werden, diese simultan biaxial arleitenden Vorrichtungen nicht zu einem befriedigenden Ergebnis Rühren.
Andererseits haben die simultan biaxial arbeitenden Vorrichtungen in der Handhabung gegenüber den in Stufen arbeitenden Reckeinrichtungen zur Herstellung biaxial gereckter Folien, sehr viele Vorteile.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Verlauf der biaxialen simultanen Reckung so auszugestalten, dass die gereckte Folienbahn Festigkeitseigenschaften aufweist, die in Längsrichtung über denen in Querrichtung liegen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die auf Recktemperatur erwärmte und in der biaxialen simultanen Reckzone an ihren Rändern gehaltene und geführte flache Kunststoff-Folie bei stetig zunehmender Querreckung bis auf einen Reckgrad von etwa 1:7 in Querrichtung, bezogen auf die ungereckte Ausgangsfolie, auf einer Li bis 40 bis , @@ Jr mseckzone zunächst nur um O bis 25% des in der Reckzone angestrebten Reckgrades in Längsrichtung gereckt und erst in dem restlichen Teil der Reckzone überwiegend in Längsrichtung bis auf einen Reckgrad von mindestens 1:7, bezogen auf die ungereckte Ausgangsfolie, weitergereckt wird und danach in bekannter Weise gegebenenfalls thermofixiert, abgekühlt und aufgewickelt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die Gewindesteigung der Spindeln in einem ersten Bereich gleich bleibt oder rnicht größer als etwa 25%, jedoch vorzugsweise bis ca. 10% des Gesamt-Längsreckverhältnisses ist; dieser erste Bereich kann maximal bis zu 75% der Gesamtspindellänge betragen, endet jedoch vorzugsweise zwischen 40 und 75% der Spindellänge. In dem daran anschließenden zweiten Bereich weist die Gewindesteigung die gesamte Progression bzw. den Test, der bis zur Erreichung der insgesamt vorgesehenen Progression x auf, die dem für den Prozess erforderlichen oder gewünschten Längsreckverhältnis entspricht.
Die Querreckung nimmt dabei über die gesamte Reckzone linear zu, sie ergibt sich aus der in Bahnlaufrichtung gesehenen divergierenden Anordnung der Spindeln respektive Kluppenführungsbahnen und entspricht dem für den Reckprozess erforderlichen oder gewünschten Verhältnis von Einlaufbreite zu Auslaufbreite (d.h. Querreckverhältnis).Während der Reckung wird die Folie an ihren Seitenrändern durch die Reckkluppen gehalten.Der Antrieb der Kluppen im Reckteil mittels Gewindespindeln erscheInt vorteilhaft, da diese als mechanische Antriebsteile den auftretenden Reckkräften entsprechend gestaltet werden können.
Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich insbesondere für das Recken von Polypropylen, bei dem sehr grosse Reckverhältnisse von etwa 1:50 in der Fläche oder mehr sowohl für eine gleichmässige Dicke der Folie als auch zur Erreichung der angestrebten Orientierung und Festigkeit notwendig sind.
Das Verfahren kann bei Folien angewendet werden, die von einem die Steigungsprogression * erforderlich ist, Extruder kommend mit den üblichen Vorbehandlungen auf die Recktemperatur eingestellt in die Simultan-Biaxial-Reckeinrichtung eingeführt werden. Es ist für Folien, die bereits in einer Vorbehandlung in Längsrichtung auf bis 1:5 vorgereckt wurden, besonders vorteilhaft.
Die Erfindung wird anhand der auf den Zeichnungen dargeste1lten B-spte'e noch einmal beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Reckvorrichtung mit zwei Gewindespindeln und Fig. 2 eine nes despindel in grösserem Maßstab.
Mit 1 ist in Fig. 1 eine Folienbahn bezeichnet, die in einer Reckvorrichtung an ihren beiden Längsseiten von Kluppen 2 gehalten wird. Die Kluppen 2 beider Seiten sind jeweils auf eine endlos ausgebildeten Führungsbahn angeordnet. Am einlaufseitigen Ende der Reckvorrichtung sind zwei Umlenkräder 3.
vorgesehen, über welche die Kluppen der Reckzone zugeführt werden. Auf einem kurzen Stück werden die Kluppen hinter diesen Umlenkrädern in der Einlaufzone 4 parallel zueinander geführt. Hier ist es möglich, Heiz-, Kühl oder sonstige Einrichtungen zum Beeinflussen der Folie vorzusehen. Am Ende ihrer Einlaufzone 4 sind Gewindespindeln 5 angeordnet, in deren Gewindegänge 6 die Kluppen eingreifen. Die GewindespFe.
laufen parallel zu den Kluppenführungsbahnen und sind zueinander in Laufrichtung divergierend angeordnet.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind im ersten Bereich 7 der Gewindespindeln 5 die Gewindegänge mit gleichbleibender Steigung ausgebildet.Ab vorzugsweise 40 bis 75% der Spindellänge in einem zweiten Bereich 8 nimmt die Steigung von Windung zu Windung zu, d.h. sie erhält eine Progression, die eine Geschwindigkeitszunahme der Kluppen je nach dem zu reckenden Material bis etwa 1:8 oder mehr bewirkt.
Es ist auch möglich, bereits im ersten Bereich 7 die Steigung progressiv auszubilden. Die Progression bleibt jedoch hier kleiner als 25% der Gesamt-Progression.
Der erste Bereich 7 hat beim dargestellten Ausführungseisplel eine Länge von etwa 50% der Gesamtlänge, der Spindeln 5.
Die Länge des ersten Bereiches und der Grad der evtl. vorhandenen Progression in diesem Bereich kann abhängig vom Gesamtlängsreckgrad sowie vom zu reckenden Material gewählt werden. Unmittelbar hinter dieser von den Gewindespindeln gebildeten Reckzone kann noch eine nicht dargestellte Fixierstrecke vorgesehen sein, hinter der die Kluppen 2 dann über weitere Umlenkräder und ebenfalls nicht dargestellte Abbremseinrichtungen wieder zur Einlaufzone 4 zurückgeführt werden.
In den nus führungs#,eisp iel.en hat die Folie eine AusgangsD#eite in der Einlaufzone 4 von etwa 500 mm. Es werden Spindeln 5 5 ir Länge verwendet, die zur Durchlaufrichtung der Fol 4e in elrlem Winkel von etwa 17,50 bezogen auf die Mittelachse d-verqieren, woraus sich eine Endbreite von 3.500 mm ergibt was einer anteiligen Querreckung der Folie von etwa 1:7 entspricht.
Für die Reckung einer extrudierten Polypropylenfolie werden Spindeln 5 verwendet, die in ihrem ersten Bereich 7 auf einer Länge von 2 m (40% ihrer Länge) eine Steigung von 1:1 besitzen, also keine Progression aufweisen, so dass hier nur eine Querreckung erfolgt. Hierdurch wird vor allem die Dicke der Folie über die Breite der Bahn gleichmässig verringert und zugleich eine Orientierung in Querrichtung erzeugt. In dem zweiten Bereich 8 geht die Spindel 5 in eine Steigungsprogression von 1:7 über, so dass hier am Ende des Reckvorganges die Längsreckung überwiegt. Obwohl die Folie in dem gesamten Reckvorgang in Längsrichtung und in Querrichtung jeweils auf 1:7 gereckt ist, besitzt die Folie infolge der am Ende des Reckvorganges überwiegenden Anteils der Längsreckung eine deutlich grössere Festigkeit in Längsrichtung.
Eine andere Spindel 5 in derselben Vorrichtung besitzt in dem ersten Bereich 7 von ebenfalls 2 m Länge eine Steigungsprogression von 1:1,75, so dass hier eine überwiegende Querreckung erfolgt. In dem zweiten Bereich 8 beträgt die Steigungsprogression 1:4,0, was in diesem Bereich eine Uberwiegende Längsreckung ergibt. Die gesamte Reckung ist wiederum 1:7 in beiden Richtungen oder 1:49 in der Fläche, d.h.
ein Flächenelement in der Einlaufzone mit den Abmessungen Breite b=1 und Länge 1=1 wird im ersten Bereich gestreckt auf b1=3,4 und l1=1,75 und im zweiten Bereich auf b2--7 und 12=7. Da auch hier im zweiten Bereich die Längsreckung berwiegt und daher eine stärkere Orientierung in Längsrlchtun# erzeugt wird, ist die Festigkeit der Folie in Längsrichtung crosser als in Querrichtung.
In einem anderen Beispiel wird der Biaxial-Reckeinrichtung eine z.B. auf 1:4 in Längsrichtung vorgereckte Folie zugeführt. Diese Vorreckung, die in einem Walzenspalt erfolgen kann, hat den Vorteil, dass während und insbesondere am Ende des biaxialen Reckvorganges die Reckkluppen näher aneinander am Folienrand sitzen können, wodurch die Breite des Abfallstreifens vermindert wird. Die verwendeten Gewindespindeln sind ebenfalls 5 m lang, jedoch beträgt die Länge des ersten Bereiches mit ausschliesslicher oder überwiegende Querreckung etwa 3,5m (70% der Länge). Es besitzt die cD ndes um ersten Bereich eine Steigungsprogression von 1:1 (dnicht progressiv) und im zweiten Bereich von 1:2 (d.h progressiv). Ein Flächenelement, das in der Vorreckung von bo=1 und lo=1 auf b = 1 und 1 = 4 gereckt wurde, wird im ersten Bereich auf b1=5,2 (und 11=4) und im zweiten Bereich auf b2=7 und 1=8 gereckt. Es wird ein Reckverhältnis von etwa 1:56 in der Fläche bezogen auf die ungereckte Ausgangsfolie erreicht und eine in Verhältnis zur Festigkeit in Querrichtung grosse Festigkeit in Längsrichtung erzeugt.
Bei einer anderen Gewindespindel mit einer Steigungsprogression von 1:1,25 im ersten Bereich 7 und 1:1,6 im zweiten Bereich 8 und im übrigen den vorstehend genannten #erhältnissen, wird eine in Längsrichtung auf 1:3,5 vorgereckte Folie im ersten Bereich auf 1:5,2 breit uni 1:4,375 längs und im zweiten Bereich auf 1:7 in beiden Richtungen gereckt (jeweils bezogen auf die nicht vorgereckte Folie) Auch hier ist wegen der am Ende des Reckvorganges überwiegendm Längsreckung die Festigkeit in Längsrichtung grösser als in Querrichtung.

Claims

PATENTANSPRUCHE /ft».Verfahren zur Herstellung von biaxial gereckten Kunststoff-, insbesondere Polypropylenfolienmit einer in Längsrichtung überwiegenden Festigkeit durch biaxiale simultane Reckung mittels einer Vorrichtung, in der die Folie an ihren Rändern wenigstens in der Reckzone durch mechanisch bewegte Reckkluppen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) die anteilige Querreckung der Folie auf ganzer Länge der Reckzone stetig zunimmt bis auf einen Reckgrad vor etwa 1:7 oder mehr, bezogen auf die ungereckte Aus(:#r.rW# folie, b) die anteilige Längsreckung in der Reckzone bis 40 bis 75 % ihrer Länge 0 bis 25% des angestrebten gesamten Reckgrades in Längsrichtung beträgt und c) die Folie in dem restlichen Teil der Reckzone überwiegend in Längsrichtung gereckt wird, bis zu einem Reckgrad von mindestens 1:7 oder mehr, bezogen auf die ungereckte Ausgangsfolie.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Längsrichtung vorgereckte Folie verwendet wird.
3. Vorrichtung zum Recken einer Flachfolienbahn aus Kunststoff gemäß Anspruch 1 oder 2, mit Kluppen zum Halten der Folienbahn während des Reckens und mit zwei zum Antreiben der Kluppen vorgesehenen Gewindespindeln, die in Bahnlaufrichtung zueinander divergierend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindesteiguny der Spindeln (5) in einem ersten Bereich (7),der etwa bis 40 bis 75 % der Spindellänge beträgt, gleich bleibt oder nicht höher als etwa 25% des Gesamtlängsreckverhältnisses ist und dass die Gewindesteigung der Spindeln (5) in zem daran anschließenden zweiten Bereich (8) die gesamte e den Rest bis zur Erreichung der insgesamt vorgesehelen Progression aufweist, die dem für den Prozess erforderlichen oder gewünschten Längsreckverhältnis entspricht.

* Progression bzw.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die @@@@@despindeln (5) bei einer Gesamtst@igungsprogression von 1:7 in einem ersten Bereich von etwa 40% der Gesamtlänge eine Steigung von 1:1, d.h.

keine Progression aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindeln (5) in einem ersten Bereich (7) von etwa 75% der Gesamtlänge eine Steigung von 1:1, d.h.

keine Progression, und in dem daran anschliessenden Bereich von 1:2 aufweisen.