DE69529302T2

DE69529302T2 - Vorrichtung zur Herstellung von Folien

Info

Publication number: DE69529302T2
Application number: DE69529302T
Authority: DE
Inventors: Horst G. Appelt
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film GmbH
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film GmbH
Priority date: 1994-02-08
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2015-02-02
Also published as: EP0827823A2; CN1145049A; WO1995021735A1; EP0743895A1; DE69502585T2; AU1663995A; EP0827823B1; EP0743895B1; JPH09508596A; DE69502585D1; DE9402027U1; EP0827823A3; DE69529302D1; US5733584A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Folien, insbesondere dünner oder sehr dünner Folien, mit einer drehbaren Walze, mit der eine plastisch deformierbare Folie, die vorzugsweise durch einen Schlitzextruder zuführbar ist, förderbar und streckbar ist, wobei zwischen der Walze und einem Metallband, das parallel zu und in einem kurzen Abstand von der Walze angeordnet ist, eine Spannung anlegbar ist, durch die die zugeführte Folie an der Walze anlegbar ist.
Zur Herstellung von Folien, insbesondere dünner oder sehr dünner Folien, ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die der Vorrichtung zugeführte Folie an einer Walze anlegbar ist und die Walzenoberfläche über einen bestimmten Umschlingungswinkel berührt.
Aufgrund der Adhäsion der Folie an der Walzenoberfläche wird das durch die Walze erzeugte Moment auf die Folie übertragen, so dass die Folie in dem Bereich gestreckt wird, der vor der Walze gelegen ist. Durch das Strecken wird die Folie, die gewöhnlich durch einen Schlitzextruder zugeführt wird, auf eine geringere Dicke verringert. Diese Dicke liegt bei dünnen oder sehr dünnen Folien zwischen 30 um und < 1 um. Die Verwendung von Schlitzextrudern wird bei der Vorrichtung bevorzugt, da die der Folie in dem Schlitzextruder zugeführte Wärme zur plastischen Deformation der Folie verwendet wird.
Zwischen der Walze und einem Metallband, das in einem Abstand von ungefähr 3 bis 6 mm parallel zu der Walze angeordnet ist, wird eine relativ hohe DC-Spannung von 5 und 7 kV angelegt, wobei das Band an den positiven Anschluss und die Walze an den negativen Anschluss angeschlossen ist. Die Folie wird zu der Walze durch den Zwischenraum zugeführt, der zwischen dem Metallband und der Walze ausgebildet ist, wobei die Folie an der Walze aufgrund des zwischen dem Metallband und der Walze ausgebildeten elektrischen Feldes angelegt wird. Dies ist beabsichtigt, um das Auftreten eingeschlossener Luft zwischen der Folie und der Walze zu verhindern, die zu verringerter Produktivität und verringerter Folienqualität führt.
Es ist bekannt, dass Metallbänder mit rechteckigem Querschnitt, die aus Spezialstahl hergestellt sind, parallel zu der Walze durch Festklemmen angeordnet werden können. Die bekannten Metallbänder werden von einer ungefähr 0,02 mm dicken Folie auf die erforderliche Breite von 10 mm geschnitten. Diese Streifen weisen den Nachteil auf, dass die durch das Schneidverfahren hergestellten Kanten ungleichmäßig sind, so dass das elektrische Feld zwischen dem Metallband und der Walze verzerrt ist.
Diese Verzerrungen führen einerseits zur elektrischen Lichtbogenbildung, durch die die Folie beschädigt wird, und andererseits zu einer Verringerung der Effizienz der Spannung, so dass die Wirkung des Anbringens der Folie an der Walze, durch die die Spannung erzeugt wird, verringert wird und Störungen in der Produktion wie auch eingeschlossene Luft zwischen Folie und Walze auftreten. Des weiteren weist das Metallband, das von der Spezialstahlfolie abgeschnitten ist, den Nachteil auf, dass keine ausreichend starken Anlegkräfte angelegt werden können, um das Band mit der erforderlichen Genauigkeit in einem einheitlichen Abstand von der Walze anzulegen. Dieser ungleichmäßige Abstand führt auch zur Verzerrung des elektrischen Feldes zwischen dem Stahlband und der Walze. Verzerrungen des elektrischen Feldes führen allgemein zu verringerter Produktivität und verringerter Folienqualität bei der Herstellung von Folien, insbesondere dünner oder sehr dünner Folien, mit dieser aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung.
In US 3,223,757 wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Folien mit einer drehbaren Walze, mit der eine plastisch deformierbare Folie gefördert und gestreckt wird, beschrieben, wobei zwischen der Walze und einem Metallband, das parallel zu und in einem kurzen Abstand von der Walze angeordnet ist, eine Spannung anlegbar ist, durch welche die zugeführte Folie an der Walze anlegbar ist, wobei das Metallband eine Längskante beinhaltet, welche in einem Abstand von der Walze angeordnet und auf diese gerichtet ist.
Nachteile der in US 3,223,757 beschriebenen Vorrichtung sind Ablagerungen auf dem Band und/oder Elektrokorrosion, welche beide zu unebenen Bändern führen, so dass die elektrische Ladung nicht mehr einheitlich auf der Folienoberfläche entlang des Bandes angelegt wird. Dies kann zur elektrischen Lichtbogenbildung, welche die Folie beschädigt oder sogar zerstört, führen, oder zu eingeschlossener Luft zwischen der Walze und der Folie, die zu den oben beschriebenen Nachteilen führt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der hierin zuvor beschriebenen Art derart zu entwickeln, dass die Folienherstellung, insbesondere dünner oder sehr dünner Folien, mit steigender Produktivität und Folienqualität sowie der Vermeidung von Elektrokorrosion des Bandes oder Entstehung von Ablagerungen auf dem Band möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfüllt durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Folien mit einer drehbaren Walze, mit der eine plastisch deformierbare Folie förderbar und streckbar ist, wobei zwischen der Walze und einem Metallband, das parallel zu und in einem kurzen Abstand von der Walze angeordnet ist, eine Spannung anlegbar ist, durch die die zugeführte Folie an der Walze anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (4) eine Längskante (4c) umfasst, die in einem Abstand zu der Walze (3) angeordnet und auf diese gerichtet ist, und dass die Länge des Metallbandes (4) die Breite der Walze (3) um ein Vielfaches übertrifft und dass das Metallband (4) um die Breite der Walze (3) entlang der Walze (3) bewegbar ist.
Da die Längskante des Metallbandes am nächsten an der Walze angeordnet und auf diese gerichtet ist, entsteht der kürzeste Abstand zwischen dem Metallband und der Walze zwischen der Längskante und der Walze, so dass sich ein elektrisches Feld hoher Feldstärke ausbreitet, beginnend von dieser Längskante. Da das Metallband nur eine Längskante umfasst, kann das Stahlband selbst eine Dicke aufweisen, die ein Anwenden der erforderlichen Anlegkräfte gestattet, so dass das Metallband mit ausreichender Genauigkeit in einem einheitlichen Abstand von der Walze befestigt werden kann.
Im allgemeinen wird ein elektrisches Feld erzeugt, das einheitlich über die Länge der Walze ist, so dass bei Vermeidung von elektrischer Lichtbogenbildung zwischen der Walze und dem Metallband das Auftreten eingeschlossener Luft zwischen der Folie und der Walze zuverlässig vermieden wird. Folglich ist es mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich, Folien herzustellen, insbesondere dünne oder sehr dünne Folien, mit erhöhter Produktivität und Folienqualität.
Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Metallband, dessen scharfe Längskante in der Form einer Schneidkante in einem abgeschrägten Bereich des Metallbandes ausgebildet ist. Der abgeschrägte Bereich zeigt eine solche Steifheit und Festigkeit, dass die Schneidkante ihre Form sogar unter mechanischer, thermischer oder anderer Belastung behält.
Durch Anordnen des Metallbandes in einem Abstand von weniger als 6 mm von der Walze wird ein elektrisches Feld erzeugt, durch das die Folie zuverlässig an der Walze anlegbar ist, so dass mit einer gewöhnlichen DC-Spannung von 5 bis 7 kV zwischen der Walze und dem Metallband eingeschlossene Luft zwischen der Walze und der Folie zuverlässig vermieden wird.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgestattet, dass die Mittellinie des abgeschrägten Bereichs nach der Mitte der Walze ausgerichtet ist. Dies führt zu einer symmetrischen Ausrichtung des elektrischen Feldes, aus der als ein Ergebnis eine Steigerung der Folienqualität möglich ist.
Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung überschreitet die Länge des Metallbandes die Breite der Walze um ein Vielfaches, und das Metallband wird in einer Zykluszeit um die Breite der Walze vorbei bewegt. Da das Metallband, das frei parallel zu der Walze befestigt ist, Elektrokorrosion unterworfen ist und weiterhin Ablagerungen und Verformung zu einer Formänderung der scharfen Längskante führen können, kann aufgrund einer derartigen Entwicklung gemäß der Erfindung nach einer vorbestimmten Zykluszeit ein neuer, ungebrauchter Abschnitt des Metallbandes einfach parallel zu der Walze angeordnet werden. Folglich ist es im allgemeinen sichergestellt, dass sogar bei kontinuierlichem Betrieb der Vorrichtung eine Folie gleichbleibender Qualität hergestellt wird.
Vorzugsweise beträgt die Zykluszeit 6 Stunden. Praktische Tests haben gezeigt, dass nach einer Benutzungszeit des Metallbandes von 6 Stunden die Qualität der hergestellten Folien abnimmt.
Vorzugsweise wird das Metallband in einer Zykluszeit an der Walze vorbei durch Abwickeln von einer Haspel und Wickeln auf eine andere Haspel bewegt. Bei dieser Betriebsart der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann zu jeder bestimmten Zeit ein ungebrauchter Abschnitt des Metallbandes einfach parallel zu der Walze angeordnet werden, so dass die Folie immer mit der gewünschten Qualität hergestellt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung ersichtlich, in der ein praktisches Beispiel ausführlicher beschrieben wird. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung dünner Folien.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Folien mit einem Extruder 1, durch dessen Schlitzdüse 1a eine Folie 2 einer Walze 3 zugeführt wird. Ein Metallband 4 ist parallel zu der Walze 3 befestigt, wobei eine Spannung zwischen dem Metallband 4 und der Walze 3 angelegt wird. Das Metallband 4 umfasst einen abgeschrägten Bereich 4a mit einer scharfen Längskante 4c, die auf die Walze 3 gerichtet ist. Zwischen der scharfen Längskante 4c und der Walze 3 bleibt ein Zwischenraum von ungefähr 2-5 mm, durch den die Folie 2 der Walze 3 zugeführt wird. Beginnend von der Position des Metallbandes 4 berührt die Folie 2 die Walze 3 mit einem Umschlingungswinkel von ungefähr 170º.
Das Metallband 4 umfasst, wobei dieses an den abgeschrägten Bereich 4a angrenzt, Oberflächen, die parallel zueinander ausgebildet sind und an denen das Metallband 4 an seinen jeweiligen Enden befestigt ist. Die Befestigung ist derart, dass das Metallband mit hoher Genauigkeit in einem einheitlichen Abstand von der Walze angebracht wird. Da das Metallband 4 frei über die gesamte Breite der Walze 3 von ungefähr 1,20 m befestigt wird, kann das Metallband 4 leicht beschädigt werden, so dass das Anbringen des Metallbandes 4 es gestattet, das Metallband ohne Probleme anzubringen und abzumontieren.
Bei der Herstellung von Folien wird eine hohe DC-Spannung zwischen 5 und 7 kV mit einem Strom von wenigen Milliampere zwischen dem Metallband 4 und der Walze 3 angelegt. Aufgrund des Ionenflusses, der in der Luft enthaltene Ionen enthält, zu der negativ geladenen Walze 3 wird die der Walze 3 zugeführte Folie 4 an der Walze 3 in den Zwischenraum angelegt, der durch das Metallband 4 und die Walze 3 gebildet wird. Dies verhindert, dass Luft zwischen der Folie 2 und der Walze 3 eingeschlossen wird, was zu einer verringerten Qualität der hergestellten Folie führt. Da der kürzeste Abstand zwischen dem Metallband 4 und der Walze 3 zwischen der Längskante 4c und der Walze 3 ist, breitet sich das elektrische Feld von der Längskante 4c zu der Walze 3 aus. Aufgrund des sicheren Anbringens des Metallbandes 4 und der exakten Form der scharten Längskante 4c bildet sich dieses elektrische Feld mit der gleichen Intensität über die gesamte Breite der Walze 3 aus. Dadurch werden Verzerrungen des elektrischen Feldes vermieden. Ebenso wird eine elektrische Lichtbogenbildung zwischen der Walze 3 und dem Metallband 4 verhindert.
Da die Folie 2 einheitlich an der Walze 3 in dem Zwischenraum, der durch das Metallband 4 und die Walze 3 gebildet wird, angebracht wird und die Walze mit einem Umschlingungswinkel von ungefähr 170º berührt, kann die Folie 2 mit einer Kraft aus der Schlitzdüse 1a aufgenommen werden, die durch das Moment der Walze 3 bestimmt werden kann, und deshalb gestreckt werden. Aufgrund des Streckens wird die Dicke der Folie 2 verringert, so dass Folien mit unterschiedlicher Dicke mit der Vorrichtung hergestellt werden können.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Folien mit einer drehbaren Walze (3), mit der eine plastisch deformierbare Folie (2) förderbar und streckbar ist, wobei zwischen der Walze (3) und einem Metallband (4), das parallel zu und in einem kurzen Abstand von der Walze angeordnet ist, eine Spannung anlegbar ist, durch die die zugeführte Folie an der Walze (3) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband eine Längskante (4c) umfasst, die in einem Abstand zu der Walze (3) angeordnet und auf diese gerichtet ist, und dass die Länge des Metallbandes (4) die Breite der Walze (3) um ein Vielfaches überschreitet und dass das Metallband (4) um die Breite der Walze (3) entlang der Walze (3) bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskante (4c) in Form einer Schneidkante in einem abgeschrägten Bereich (4a) des Metallbandes (4) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (4) weniger als 6 mm von der Walze (3) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie des abgeschrägten Bereichs (4a) auf die Mitte der Walze (3) ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (4) in einer Zykluszeit an der Walze vorbei bewegt werden kann, indem es von einer Haspel abgewickelt und auf eine andere Haspel aufgewickelt wird.