DE2825209C3

DE2825209C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von biaxial gereckten Folienbahnen aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2825209C3
Application number: DE19782825209
Authority: DE
Inventors: Friedrich Frhr. Von Und Zu Aufsess
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1978-06-08
Publication date: 1981-08-06
Also published as: DE2825209A1; DE2825209B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biaxial gereckten Folienbahnen aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen, duroh im wesentlichen simultanes biaxiales Recken einer Folienflachbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Gattungsbegriffs des Patentanspruchs 3.

Bei einem derartigen aus der DE-AS 25 28 370 bekannten Verfahren wird mit einem Flächenreckverhältnis von ungefähr 1 :50 gereckt, wobei die Längsrekkung im Verhältnis von 1 :7 erfolgen soll. Hierbei ergibt sich dann ein Reckverhältnis in Querrichtung von ebenfalls etwa 1 :7. Der simultanen biaxialen Reckung geht jedoch eine Längsreckung der Folienbahn voraus, deren Reckverhältnis vor oder während des Verfahrens in Abhängigkeit vom erforderlichen Gesamtreckverhältnis eingestellt wird. Das bei diesem bekannten Verfahren simultan auszuführende biaxiale Recken einer Flachfolienbahn wird gleichmäßig ausgeführt, d. h. es ist keine zeitliche Veränderung des Reckverhältnisses während des simultanen biaxialen Reckens vorgesehen.

Durch diese vorbekannte Verfahrensweise, nämlich die Vorschaltung einer Längsreckung vor einer anschließend durchzuführenden simultanen Biaxialrekkung, lassen sich zwar bereits biaxialgereckte Folien erreichen, deren Längsreckverhältnis deutlich größer ist als dasjenige von im ausschließlichen Stufenverfahren biaxial gereckten Folien. Dennoch reichen die im Wege des vorbekannten Verfahrens erreichbaren Gesamtreckverhältnisse für bestimmte Anwendungsfälle biaxial gereckter Folien noch nicht aus, nämlich immer dann,

wenn eine Folie mit höchsten Festigkeitswerten bei gleichzeitiger Forderung höchster Gleichmäßigkeit hergestellt werden soll.

Bei einem aus der DE-AS 22 38 357 bekannten -Verfahren zur Herstellung von biaxial gereckten Kunststoffolien, wobei diese biaxiale Reckung als simultane Reckung ausgeführt werden soll, erfolgt die Reckung in Längs- und Querrichtung gleichmäßig mit konstanter Zunahme des Reckverhältnisses. Zur Erzielung der simultanen biaxialen Reckung dienen auf Führungsorganen angeordnete Spannkluppen, die mit Hilfe von Linearmotoren an den Führungsorganen entlang bewegbar sind. Auch die so erreichbaren simultan gereckten Folienbahnen erfüllen noch nicht die häufig hohen Anforderungen an Festigkeitswerte und Gleichmäßigkeit der Folienbahnen.

Ferner ist es aus der DE-AS 12 74 337 bekannt, bei einer simultanen biaxialen Reckung von Kunststoffolien den Grad der Längsreckung in der Reckzone verändern zu können. Hierzu weist die zugehörige Vorrichtung an mindestens einer der beiden Führungsflächen für zugehörige Spannketten in ihrer Neigung zur Förderrichtung einstellbare Längsabschnitte auf. Zur Änderung des Querreckverhältnisses wird die Neigung der Führungsflächen mindestens auf einer Seite der Folienbahn gegenüber der Förderrichtung geändert, während zur Änderung der Längsreckung die Neigung der zur seihen Spannkette gehörenden Führungsflächen gegeneinander geändert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe eine Folienbahn im Wege der simultanen biaxialen Reckung so behandelt werden kann, daß höchste Festigkeitswerte bei gleichzeitig bester Gleichmäßigkeit der Folienbahn erreicht werden, wobei die Festigkeitswerte in Längsrichtung über denen in Querrichtung liegen sollen.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer bzw. vorrichtungstechnischer Hinsicht erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 3 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß wird also über einem ersten verhältnismäßig langen Teil der Reckzone nur ein verhältnismäßig geringer Teil des gesamten Längsreckverhältnisses realisiert. Gleichzeitig wird aber der dem Verhältnis der Länge dieses ersten Teils zur Gesamtlänge der Reckzone direkt entsprechende Anteil der Querreckung erreicht. Die Querreckung ergibt sich aus der in Bahnlaufrichtung gesehen divergierenden Anordnung der Spindeln respektive Kluppenführungsbahnen und entspricht dem für den Reckprozeß erforderlichen oder gewünschten Verhältnis von Einflußbreite 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 erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung eigenen sich insbesondere für das Recken von Polypropylen, bei dem sehr große Flächenreckverhältnisse von etwa 1 :50 oder mehr sowohl für eine gleichmäßige Dicke der Folie als auch zur Erreichung der angestrebten Orientierung und Festigkeit notwendig sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Folien angewendet werden, die von einem Extruder kommend mit den üblichen Vorbehandlungen auf die Recktempe-

ratur 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 dargestellten Beispiele noch einmal beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Reckvorrichtung mit zwei Gewindespindeln und

F i g. 2 eine Gewindespindel in größerem Maßstab. ίο

Mit 1 ist hi F i g. 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 einer endlos ausgebildeten Führungsbahn angeordnet Am einlaufseitigen Ende der Reckvorrichtung sind zwei Umlenkräder 3 vorgesehen, über welche die Kluppen 2 der Reckzone zugeführt werden. Auf einem kurzen Stück werden die Kluppen 2 hinter den Umlenkrädern 3 in der Einlaufzone 4 parallel zueinander geführt Hier ist es möglich, rieiz-, Kühl- 2<> oder sonstige Einrichtungen zum Beeinflussen der Folienbahn 1 vorzusehen. Am Ende der Einlaufzone 4 sind Gewindespindeln 5 angeordnet, in deren Gewindegänge 6 die Kluppen 2 eingreifen. Die Gewindespindeln 5 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 JO vorzugsweise 40 bis 75% der Spindellänge in ein?m zweiten Bereich 8 nimmt die Steigung von Windung zu Windung zu, d. h. sie erhält eine Progression, die eine Geschwindigkeitszunahme der Kluppen 2 je nach dem zu reckenden Material bis etwa 1 : 8 oder mehr bewirkt i^r>

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 Ausführungsbeispiel eine Länge von etwa 50% der Gesamtlän- 4< > ge der Gewindespindeln 5.

Die Länge des ersten Bereiches 7 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 5 gebildeter. Reckzone kann noch eine nicht dargestellte Flixierstrecke vorgesehen sein, hinter der die Kluppen 2 dann über weitere Umlenkräder und ebenfalls nicht durgestellte Abbremseinrichtungen wieder zur Einlaufzone 4 zu- w rückgeführt werden.

In den Ausführungsbeispielen hat die Folienbahn 1 eine Ausgangsbreite in der Einlaufzone 4 von etwa 500 mm. Es werden Gewindespindeln 5 mit 5 m Länge verwendet, die zur Durchlaufrichtung der Folienbahn 1 in einem Winkel von etwa 17,5° bezogen auf die Mittelachse divergieren, woraus sich eine Endbreite von 3500 mm ergibt, was einer anteiligen Querreckung der Folienbahn 1 von etwa 1 : 7 entspricht.

Für die Reckung einer extrudierten Polypropylenfolie werden Gewindespindeln 5 verwendet, die in ihrem ersten Bereich 7 auf einer Länge von 2 m (40% ihrer Länge) eine Steigung von ι : 1 besitzen, also keine Progression aufweisen, so daß hier nur eine Querrekkung erfolgt Hierdurch wird vor allem die Dicke der Folienbahn 1 über die Breite der Bahn gleichmäßig verringert und zugleich eine Orientierung in Querrichtung erzeugt In dem zweiten Bereich 8 gehen die Gewindespindel 5- in eine Steigungsprogression von 1 :7 über, so daß hier am Ende des Reckvorganges die Längsreckung überwiegt. Obwohl die Folienbahn 1 in dem gesamten Reckvorgang in Längsrichtung und in Querrichtung jeweils auf 1 :7 gereckt ist, besitzt die Folienbahn 1 infolge der am Ende des Reckvorganges überwiegenden Anteils der Längsreckung eine deutlich größere Festigkeit in Längsrichtung.

In einem anderen Ausführungsbeispiel derselben Vorrichtung besitzen die Gewindespindeln 5 in dem ersten Bereich 7 von ebenfalls 2 m Länge eine Steigungsprogression von 1 :1,75, so daß hier eine überweigende Querreckung erfolgt In dem zweiten Bereich 8 beträgt die Steigungsprogression 1 :4,0, was in diesem Bereich eine überwiegende Längsreckung ergibt. Die gesamte Reckung ist wiederum ! . 7 in beiden Richtungen oder 1 :49 in der Fläche, d. h. ein Flächenelement in der Einlaufzone 4 mit den Abmessungen Breite b= 1 und Länge /= 1 wird im ersten Bereich gestreckt auf b_t = 3A und A = 1,75 und im zweiten Bereich auf £>2 = 7 und h = 7. Da auch hier im zweiten Bereich die Längsreckung überweigt und daher eine stärkere Orientierung in Längsrichtung erzeugt wird, ist die Festigkeit der Folienbahn 1 in Längsrichtung größer als in Querrichtung.

In einem anderen Beispiel wird der Biaxial-Reckeinrichtung eine z. B. auf 1 :4 in Längsrichtung vorgereckte rollenbahn 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 überwiegender Querreckung etwa 3,5 m (70% der Länge). Die Spindel besitzt im ersten Bereich eine Steigungsprogression von 1:1 (d. h. nicht progressiv) und im zweiten Bereich von 1 :2 (d. h. progressiv). Ein Flächenelement, das in der Vorreckung von £>o= 1 und I₀= \ auf b= 1 und /=4 gereckt wurde, wird im ersten Bereich auf öi =5,2 (und A =4) und im zweiten Bereich auf 62 = 7 und /2 = 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 Querrrichtung 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 Verhältnissen, wird eine in Längsrichtung auf 1 :3,5 vorgereckte Folienbahn im ersten Bereich auf 1 : 5,2 breit und 1 :4,375 längs und im zweiten Bereich auf 1 :7 in beiden Richtungen gereckt (jeweils bezogen auf die nicht vorgereckte Folienbahn). Auch hier ist wegen der am Ende des Reckvorganges überwiegenden Längsreckung die Festigkeit in Längsrichtung größer als in Querrichtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von biaxial gereckten Folienbahnen aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen, durch im wesentliches simultanes biaxiales Recken einer Flachfolienbahn in einer Reckzone bis zu Gesamtreckverhältnissen in Längsund Querrichtung von jeweils etwa mindestens 1 :7, wobei die Querreckung der Folienbahn auf ganzer Länge der Reckzone stetig zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsreckung in einem ersten Bereich der Reckzone von etwa 40 bis 75% ihrer Länge 0 bis 25% des gesamten Längsreckverhältnisses in der Reckzone beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Längsrichtung vorgereckte Folienbahn verwendet wird.

3. Vorrichtung zum simultanen biaxialen Recken einer Folienbahn aus Kunststoff gemäß Anspruch 1 oder 2, mit Kluppen zum Haften der Ränder der Folienbahn in einer Reckzone und mit zwei zum Antreiben der Kluppen vorgesehenen Gewindespindeln mit progressiver Steigung entsprechend dem Längsreckverhältnis in der Reckzone, die längs beider Ränder der Folienbahn zueinander divergierend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Gewindespindeln (5) in einem ersten Bereich (7) von etwa 40 bis 75% der Spindellänge konstant ist oder eine Progression aufweist, die nicht höher als etwa 25% des gesamten Längsreckverhältnisses in der Reckzone ist.