EP4384465A1 - Kratzervermeidung an der folie - Google Patents

Kratzervermeidung an der folie

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Publication number
EP4384465A1
EP4384465A1 EP22747348.5A EP22747348A EP4384465A1 EP 4384465 A1 EP4384465 A1 EP 4384465A1 EP 22747348 A EP22747348 A EP 22747348A EP 4384465 A1 EP4384465 A1 EP 4384465A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
film web
film
force
negative pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22747348.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Kirchhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Windmoeller and Hoelscher KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmoeller and Hoelscher KG filed Critical Windmoeller and Hoelscher KG
Publication of EP4384465A1 publication Critical patent/EP4384465A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/06—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique parallel with the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H20/00—Advancing webs
    • B65H20/12—Advancing webs by suction roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0087—Wear resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
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    • B65H2301/5124—Stretching; Tentering
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    • B65H2406/33—Rotary suction means, e.g. roller, cylinder or drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/17—Nature of material
    • B65H2701/175—Plastic
    • B65H2701/1752—Polymer film

Definitions

  • the invention relates to a roller for guiding a film web and for subjecting the film web to an at least partially radially inwardly directed force.
  • the task of such rotating rollers is to guide a running film web, in particular a film web that consists of plastic or at least includes plastic, and to hold it firmly on its peripheral surface.
  • the roller comprises openings in its peripheral surface, which are acted upon by a negative pressure provided by a negative pressure source.
  • the film web is sucked up to the peripheral surface.
  • the object of the present invention is therefore to propose a roller and a method with which damage to the film web can be minimized.
  • the tendency of the film web to move relative to the peripheral surface of the roll is further reduced. This is done by applying another force that further increases the total radially inward force acting on the foil.
  • the roller is designed to avoid damage.
  • the roller is in particular surface-treated, coated or finished in some other way in order to avoid damage as far as possible if there is a local movement of the film web relative to the peripheral surface.
  • one aspect of the invention provides that the entrainment of air, which the film web entrains at its boundary layers, is avoided.
  • the entrained air gets between the film web and the peripheral surface of the roller, which means that the radially inwardly directed force is reduced.
  • the suction device comprises a suction nozzle which is directed towards the leading edge.
  • the suction nozzle is arranged on a suction body that can be subjected to a negative pressure.
  • the suction nozzle is designed as a bar that extends parallel to the longitudinal axis of the roller.
  • the roller can be arranged within a closed cavity, which comprises slot-shaped openings only for the infeed and outfeed of the film web.
  • This cavity can also be subjected to a negative pressure to minimize the air entrained by the film web.
  • the peripheral surface can be provided with indentations into which the air can get. Less air then remains in the surface areas outside of these depressions, so that the film web adheres better to these surface areas.
  • indentations can be designed as what are known as nano-cross grooves, the widths and/or depths of which are in the nanometer range, ie less than 1 mm.
  • the temperature of the roller and/or the immediate vicinity of the roller above the temperature of the film.
  • the foil can be softened a little with this, so that the static friction is increased, which means that it “sticks” better to the roller.
  • the air temperature in the immediate vicinity can continue to increase compared to the air temperature in the farther away to minimize the ambient air pressure in the vicinity of the roller.
  • the force acting on the foil in the radial direction can be further increased by electrically charging the foil or at least electrically polarizing it.
  • at least one electrode is provided, which is arranged in the area of the angle of wrap of the film web around the roller and/or upstream of it.
  • An electrical voltage can be applied to the film web with such an electrode.
  • the electrode is arranged in the area of the leading edge, so that the film web is already electrically charged or polarized at this edge.
  • the roller can be provided with a coating.
  • An adhesive coating is particularly advantageous, with the molecules of the film web and the molecules of the coating interacting, with this interaction being an attractive interaction.
  • the diameter selected is small, "small” meaning in particular a diameter which is at most 10% of the length of the roller.
  • the roller has a small weight, which reduces deflection of the roller. A deflection would mean that additional air can be dragged in from the film web into the space resulting from the deflection, which reduces the force directed radially inwards.
  • an additional roller can be provided, which presses against the roller from below (relative to the normal direction of gravity).
  • a further advantageous embodiment of the invention comprises at least one element for mechanically pressing the film onto the roller.
  • at least one pressure roller is provided, which can be arranged in the area of the leading edge, but also in the area of the detaching edge. It is advantageous if the pressure roller only touches the film web in the edge area of this works. The edge area of the film web is often severed during later processing of the film web, so that pressing or even pressing the film web against the roller has no disadvantageous effects. If the edge areas of the film web are pressed against the roller, the result is that the areas lying between the edges of the film web are also held firmly.
  • a pressure roller can also extend over the entire width of the film.
  • a pressure belt which touches the film web not only in a line, but in a partial area of the angle of wrap of the film web around the roller.
  • the pressure belt can in turn extend over the entire width of the film web or only act on the edge areas of the film web.
  • a pressure band preferably comprises a metal band which can provide large pressure forces.
  • a device for subsequently reducing damage to the film web can be provided.
  • a heating element can be provided downstream of the roller, with which the film web can be brought to its melting temperature or a higher temperature. It is advantageous if the heating element is located inside a closed box in order to heat the surroundings as little as possible and to heat the film passing through only for a limited period of time.
  • the box and/or the transport speed is designed such that this period is less than 3 seconds, which leads to so-called “ultra-rapid heating", so that only the surfaces of the film are significantly heated.
  • a further aspect of the invention provides for the roller to be designed in such a way that a movement of parts of the film web is made possible. Damage is to be avoided.
  • the roller is coated, the coating being a chrome plating or a plastic coating act.
  • a polymer coating for example with a polytetrafluoroethene, is also conceivable.
  • An alternative or additional coating may include amorphous plastic, often referred to as “diamond-like carbon (DLC)".
  • a laser pulse deposition of thin layers can be used to apply a coating, in which a material evaporated with a laser is deposited on the roller surface.
  • a particularly smooth and solid surface can be produced on the roller.
  • Other methods can also be used to vaporize the material, such as bombarding the still solid material with matter beams (e.g. with ions or electrons) or arc discharge.
  • a pressing element can be provided with which the coating is further solidified.
  • a coating can also include a coat of paint, for example with a textured paint.
  • the aforementioned coatings each serve to provide a very smooth surface of the roller, with the film web not being damaged even when it is moved.
  • a coating can also include nanoparticles, which the film web carries in the manner of knobs. Minor damage to the film web can occur, but due to the size of the nanoparticles, this is not visible and does not affect the further processing of the film web.
  • a surface-processed roller as an alternative or in addition to the provision of a coating.
  • a method that removes material and/or locally displaces it is a pressing method in which high pressure is applied to the roll surface with a pressing member, thereby smoothing the surface of the roll.
  • Surface treatment methods also include mechanical brushing or blasting the surface with a blasting material such as sand or glass beads. The blasting can be done abrasively or non-abrasively.
  • electrochemical or electrolytic polishing with which in particular the roughness in the micro range can be reduced. Ablation by means of laser pulses can serve the same purpose.
  • a coating on a roller can be provided, with a relative movement occurring within the coating.
  • an elastic coating can be provided, such as rubber.
  • this coating is permeable to air in order to allow the negative pressure passed through the openings to pass through.
  • a rubber provided is preferably a porous or a microporous rubber.
  • a rubber, like any other elastic coating, can be perforated or micro-perforated for this purpose.
  • An elastic coating can also include a plastic film.
  • a coating that also has an elastic effect can have a net-like structure, with the individual threads exhibiting a tendency to curl. Local areas of the coating on the surface of the roller or on the surface of the film web can therefore roll off and thus enable the film web to move relative to the roller with little damage.
  • Such a coating could, for example, comprise a structure such as a nylon stocking.
  • Another coating with the effect described above is flocking the roller, with each individual flake allowing a relative movement between the roller and the film web.
  • Another advantageous embodiment for avoiding damage to the film web includes treating the film web and/or the roller during operation.
  • a movement of the film web relative to the roller can be made possible with a lubricant.
  • a lubricant dispenser can be provided upstream of the leading edge, with which a lubricant is continuously applied to the roller and/or the film web, which reaches between the roller and the film web.
  • Such a lubricant then forms in particular a continuous lubricating film.
  • Water in particular in the form of a mist, is preferably provided as the lubricant. It is advantageous if the water is distilled.
  • Treatment of the film web may also include the addition of agents during film manufacture.
  • agents during film manufacture for example, a slip or lubricant or an antiblocking agent can be added to a film.
  • a further advantageous development includes a cooling device with which the film web can be cooled, in particular abruptly.
  • This cooling device is preferably arranged upstream and in particular directly in front of the leading edge. Due to the rapid cooling, the film web can be further solidified, so that its tendency to move relative to the roll decreases.
  • a movement of the film web relative to the roller can be actively supported.
  • the film web can be lifted off the roller in particular in the area of the detaching edge in order to avoid a local relative movement of the film web along the roller surface.
  • the openings of the roller can be selectively acted upon with a negative pressure or with a positive pressure.
  • a pressure roller can also be arranged on the detaching edge, with which it is ensured that the detachment edge is formed as a detachment line, that is to say runs essentially transversely to the transport direction of the film web.
  • a mechanical detachment element for example a doctor blade, is provided, with which uniform detachment is ensured.
  • a described roller can advantageously be combined with a stretching device for stretching a plastic film in its transport direction.
  • the stretching device comprises a first roller over which the plastic film can be guided and which can be driven with a first drive and rotated at a first peripheral speed, and a second roller over which the plastic film can be guided and which can be driven with a second drive and with a second peripheral speed, the second peripheral speed being greater than the first peripheral speed, the second roller being arranged downstream of the first roller in the transport path of the plastic film, so that the plastic film can be stretched in the free area between the first and second roller.
  • the first roller can be designed according to one or more embodiments of the rollers according to the invention described above.
  • the second roller can also be designed according to one or more embodiments of the rollers according to the invention described above.
  • the phenomenon occurs that the width of the film web is reduced between these two rollers (so-called neck-in), with the edges thickening at the same time.
  • the thickening in particular means that the film web has to be trimmed at its edges for further processing.
  • the above object is also achieved by a method for guiding a film web and for subjecting the film web to an at least partially radially inwardly directed first force, with openings in the surface, which are at least partially acted upon by a negative pressure originating from a negative pressure source, first force is applied, with at least one device for increasing the radially inwardly directed force being increased and/or the roller being designed in such a way that the film web is moved relative to the roller surface without causing damage to the film web.
  • FIG. 2 Perspective view of a roll according to the invention
  • FIG. 1 shows a roller 100 according to the invention, over which a film web 101 runs, the film web being in physical contact between the leading edge 102 and the detaching edge 103 via an angle of wrap with the roller 100.
  • the film web is transported in the direction of the transport path T.
  • the roller encompasses its peripheral surface 104 distributes numerous openings 105, one of which is shown. These openings 105 can be subjected to a negative pressure, so that the film web is pulled onto the peripheral surface 104 in the area of the angle of wrap.
  • the resultant force, which acts on the film web 101 in the area of the angle of wrap is represented by the arrows 106 .
  • This force is essentially directed radially to the roll axis.
  • a second force can be provided, which acts on the film web in the radial direction.
  • the first force represented by arrows 106
  • a second force represented by arrows 107.
  • FIG. 2 shows the same roller as FIG. 1, but in a perspective view. It can be seen from this view that the film web or at least regions thereof can be moved relative to the peripheral surface 104 of the roller 100 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Walze (100) zum Führen einer Folienbahn (101) und zum Beaufschlagen der Folienbahn mit einer zumindest teilweise radial nach innen gerichteten Kraft, wobei zum Aufbringen der Kraft Öffnungen (105) in der Oberfläche vorgesehen sind, wobei die Öffnungen zumindest teilweise mit einem aus einer Unterdruckquelle stammenden Unterdruck beaufschlagbar sind. Hierbei ist zumindest eine Einrichtung zum Erhöhen der radial nach innen gerichteten Kraft und/oder die Walze derart ausgestaltet, dass die Folienbahn relativ zur Walzenoberfläche ohne Erzeugung von Beschädigungen an der Folienbahn bewegbar ist.

Description

Kratzervermeidung an der Folie
Die Erfindung betrifft eine Walze zum Führen einer Folienbahn und zum Beaufschlagen der Folienbahn mit einer zumindest teilweise radial nach innen gerichteten Kraft.
Solche rotierenden Walzen haben die Aufgabe, eine laufende Folienbahn, insbesondere eine Folienbahn, die aus Kunststoff besteht oder zumindest Kunststoff umfasst, zu führen und diese dabei fest auf ihrer Umfangfläche zu halten. Für das Festhalten ist vorgesehen, dass die Walze in ihrer Umfangsfläche Öffnungen umfasst, welche mit einem Unterdrück, welcher aus einer Unterdruckquelle bereitgestellt wird, beaufschlagt werden. Die Folienbahn wird dabei an die Umfangsfläche herangesogen. Es lässt sich jedoch bei bekannten Walzen nicht immer vermeiden, dass es lokal zu kleinen Relativbewegungen von Teilen der Folienbahn zur Walze in Richtung der Umfangsfläche der Walze kommt. Dies gilt insbesondere an der Anlaufkante, an der die Folienbahn mit der Walze in Kontakt tritt, und/oder an der Ablösekante, an der die Folienbahn die Walze wieder verlässt. Selbst eine minimale Bewegung, d. h. insbesondere eine Bewegung von weniger als 1 mm, kann Beschädigungen an der Folienbahn verursachen. Auch ohne Bewegung der Folienbahn relativ zur Walzenumfangsfläche ist eine Beschädigung möglich, da die Folie an den Öffnungen in radialer Richtung eine andere Position einnehmen kann als an den Flächen außerhalb der Öffnungen. Insgesamt können sich die Beschädigungen in Kratzern äußern, aber auch in lokalen Spannungen innerhalb der Folienbahn, die an diesen Stellen beispielsweise zu einer unterschiedlichen Transparenz oder zu anderen unterschiedlichen Eigenschaften der Folienbahn führen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Walze und ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen sich die Beschädigungen der Folienbahn minimieren lassen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zumindest eine Einrichtung zum Erhöhen der radial nach innen gerichteten Kraft und/oder die Walze derart ausgestaltet, dass die Folienbahn relativ zur Walzenoberfläche bewegbar ist ohne Erzeugung von Beschädigungen an der Folienbahn. Die Bewegung der Folienbahn ist dabei insbesondere minimal, d. h. weniger als 1 mm.
Im ersten Fall wird die Neigung der Folienbahn, eine Bewegung relativ zur Umfangsfläche der Walze durchzuführen, weiter reduziert. Dies erfolgt durch das Aufbringen einer weiteren Kraft, die die gesamte, radial nach innen gerichtete Kraft, die auf die Folie wirkt, weiter erhöht. Alternativ oder zusätzlich ist die Walze ausgestaltet, um Beschädigungen zu vermeiden.
Im letzteren Fall ist die Walze insbesondere oberflächenbehandelt, beschichtet oder in anderer Weise veredelt, um, falls es doch zu einer lokalen Bewegung der Folienbahn relativ zur Umfangsfläche kommen sollte, Beschädigungen möglichst zu vermeiden.
Um die radial nach innen gerichtete Kraft zu erhöhen, ist in einem Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass das Einschleppen von Luft, die die Folienbahn an ihren Grenzschichten mitführt, vermieden wird. Die eingeschleppte Luft gelangt dabei zwischen die Folienbahn und die Umfangsfläche der Walze, was dazu führt, dass die radial nach innen gerichtete Kraft reduziert ist. Es ist vorgesehen, eine Absaugeinrichtung unmittelbar an der Anlaufkante zwischen der Folienbahn und der Walze zu positionieren, mit welcher die eingeschleppte Luft abgesaugt werden kann. Die Absaugeinrichtung umfasst dabei eine Absaugdüse, die auf die Anlaufkante gerichtet ist. Die Absaugdüse ist an einem Saugkörper angeordnet, der mit einem Unterdrück beaufschlagbar ist. Die Absaugdüse ist dabei als Leiste ausgestaltet, die sich parallel zur Längsachse der Walze erstreckt. Alternativ oder ergänzend kann die Walze innerhalb einer geschlossenen Kavität, die nur für das Einlaufen und das Auslaufen der Folienbahn schlitzförmige Öffnungen umfasst, angeordnet sein. Diese Kavität lässt sich ebenfalls mit einem Unterdrück beaufschlagen zur Minimierung der von der Folienbahn mitgeschleppten Luft.
Um die eingeschleppte Luft abführen zu können, kann die Umfangsfläche mit Vertiefungen versehen sein, in welche die Luft gelangen kann. In den Flächenbereichen außerhalb dieser Vertiefungen verbleibt dann weniger Luft, so dass die Folienbahn an diesen Flächenbereichen besser anhaftet. Solche Vertiefungen können als so genannte Nano-Kreuznuten ausgeführt sein, deren Breiten und/oder Tiefen im Nanometerbereich liegen, also weniger als 1 mm betragen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die durch die Öffnungen in der Walze auf die Folie wirkenden Kräfte erhöht werden. Dazu sind Abdichtelemente vorgesehen, die die Walze in den Bereichen der Umfangsfläche, die von der Folienbahn unbedeckt bleiben, abdichten. Zunächst sind das die Seitenbereiche der Walze, die über die Breite der Folienbahn hinausgehen und in denen sich ebenfalls Öffnungen befinden. Des Weiteren zählen dazu die Bereiche, die sich außerhalb des Umschlingungswinkels der Folienbahn befinden. Mit diesen Abdichtelementen wird erreicht, dass keine so genannte Falschluft, also Luft direkt aus der Umgebung, eingesogen wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Temperatur der Walze und/oder der direkten Umgebung der Walze oberhalb der Temperatur der Folie zu bringen. Damit kann die Folie etwas aufgeweicht werden, so dass die Haftreibung vergrößert ist, wodurch diese besser auf der Walze „klebt“. Die Lufttemperatur in der direkten Umgebung kann weiterhin erhöht gegenüber der Lufttemperatur in der weiteren Umgebung sein, um den Umgebungsluftdruck in der Nähe der Walze zu minimieren.
Die Kraft, die in radialer Richtung auf die Folie wirkt, kann weiterhin erhöht werden, indem die Folie elektrisch aufgeladen oder zumindest elektrisch polarisiert wird. Dazu ist zumindest eine Elektrode vorgesehen, die im Bereich des Umschlingungswinkels der Folienbahn um die Walze und/oder stromaufwärts davon angeordnet ist. Mit einer solchen Elektrode ist die Folienbahn mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Elektrode im Bereich der Anlaufkante angeordnet ist, so dass die Folienbahn an dieser Kante bereits elektrisch geladen oder polarisiert ist.
Zur Erhöhung der Flaftreibung zwischen der Walze und der Folienbahn kann die Walze mit einer Beschichtung versehen sein. Vorteilhaft ist insbesondere eine adhäsive Beschichtung, wobei die Moleküle der Folienbahn und die Moleküle der Beschichtung in Wechselwirkung treten, wobei diese Wechselwirkung eine anziehende Wechselwirkung ist.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Durchmesser klein gewählt wird, wobei unter „klein“ insbesondere ein Durchmesser zu verstehen ist, der maximal 10 % der Länge der Walze beträgt. In diesem Fall weist die Walze ein kleines Gewicht auf, was eine Durchbiegung der Walze reduziert. Eine Durchbiegung würde bedeuten, dass zusätzlich Luft von der Folienbahn in den sich durch die Durchbiegung ergebenden Raum eingeschleppt werden kann, was die radial nach innen gerichtete Kraft reduziert. Um die Durchbiegung nochmals zu reduzieren, kann eine weitere Walze vorgesehen werden, die von unten (bezogen auf die normale Richtung der Schwerkraft) gegen die Walze drückt.
Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung umfasst zumindest ein Element zum mechanischen Andrücken der Folie an die Walze. Insbesondere ist wenigstens eine Andrückrolle vorgesehen, die im Bereich der Anlaufkante, aber auch im Bereich der Ablösekante angeordnet sein kann. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Andrückrolle nur im Randbereich der Folienbahn auf diese wirkt. Der Randbereich der Folienbahn wird oft bei der späteren Verarbeitung der Folienbahn abgetrennt, so dass ein Andrücken bzw. sogar Anpressen der Folienbahn an die Walze keine nachteiligen Auswirkungen hat. Wenn die Randbereiche der Folienbahn an die Walze angepresst werden, ergibt sich in der Folge, dass auch die zwischen den Rändern der Folienbahn liegenden Bereiche festgehalten werden. Selbstverständlich kann sich eine Andrückrolle aber auch über die komplette Folienbreite erstrecken. Vorteilhaft ist aber auch das Vorsehen von zumindest einem Andrückband, das die Folienbahn nicht nur in einer Linie, sondern in einem Teilbereich des Umschlingungswinkels der Folienbahn um die Walze berührt. In Querrichtung der Folienbahn kann sich das Andrückband wiederum über die gesamte Breite der Folienbahn erstrecken oder nur auf die Randbereiche der Folienbahn wirken. Ein Andrückband umfasst vorzugweise ein Metallband, welches große Andrückkräfte bereitstellen kann.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine Einrichtung zum nachträglichen Verringern von Beschädigungen der Folienbahn vorgesehen sein. Bei einer solchen Einrichtung kann stromabwärts der Walze ein Heizelement vorgesehen sein, mit welchem die Folienbahn auf ihre Schmelztemperatur oder eine höhere Temperatur bringbar ist. Vorteilhaft ist dabei, wenn sich das Heizelement innerhalb eines geschlossenen Kastens befindet, um die Umgebung möglichst wenig zu erwärmen und die durchlaufende Folie nur während eines begrenzten Zeitraums zu erhitzen. Bevorzugt ist der Kasten und/oder die Transportgeschwindigkeit so ausgelegt, dass dieser Zeitraum weniger als 3 Sekunden beträgt, was zu so genanntem „Ultrakurzhocherhitzen“ führt, so dass nur die Oberflächen der Folie maßgeblich erhitzt werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, die Walze auszugestalten, dass eine Bewegung von Teilen der Folienbahn ermöglicht ist. Dabei ist eine Beschädigung zu vermeiden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Walze beschichtet, wobei die Beschichtung eine Verchromung oder eine Kunststoffbeschichtung handeln. Auch eine Polymerbeschichtung, beispielsweise mit einem Polytetrafluorethen, ist denkbar. Ein alternative oder zusätzliche Beschichtung kann amorphen Kunststoff umfassen, der oft als „Diamond-like Carbon (DLC)“ bezeichnet wird.
Zum Aufbringen einer Beschichtung kann beispielsweise eine Laserpulsabscheidung von dünnen Schichten (PLD-Verfahren) genutzt werden, bei dem ein mit einem Laser verdampftes Material auf die Walzenoberfläche abgeschieden wird. Durch die Wahl des Materials und dessen Beeinflussen vor bzw. beim Abscheiden kann damit eine besonders glatte und feste Oberfläche auf der Walze erzeugt werden. Zum Verdampfen des Materials können auch andere Verfahren verwendet werden, wie etwa das Beschießen des noch festen Materials mit Materiestrahlen (z. B. mit Ionen oder Elektronen) oder die Lichtbogenentladung vorgesehen werden.
Um die Beschichtung während des Beschichtungsvorganges weiter zu verfestigen, kann ein Andrückelement vorgesehen sein, mit welchem die Beschichtung nochmals stärker verfestigt wird.
Eine Beschichtung kann aber auch einen Lacküberzug, beispielsweise mit einem Strukturlack, umfassen.
Die vorgenannten Beschichtungen dienen jeweils dem Bereitstellen einer sehr glatten Oberfläche der Walze, wobei die Folienbahn selbst bei einer Bewegung keine Beschädigung davonträgt.
Eine Beschichtung kann weiterhin Nanopartikel umfassen, die die Folienbahn nach der Art von Noppen trägt. Dabei können zwar kleinere Beschädigungen an der Folienbahn auftreten, aufgrund der Größe der Nanopartikel sind diese allerdings nicht sichtbar und beeinträchtigen die Weiterverarbeitung der Folienbahn nicht.
Vorteilhaft ist es auch, alternativ oder zusätzlich zum Vorsehen einer Beschichtung eine oberflächenbearbeitete Walze vorzusehen. Darunter ist zu verstehen, die Umfangs- bzw. Oberfläche der Walze mit einem Verfahren zu bearbeiten, das Material abträgt und/oder lokal verschiebt. Ein Verfahren ist ein drückendes Verfahren, bei dem mit einem Andrückelement ein hoher Druck auf die Walzenoberfläche ausgeübt wird, wobei die Oberfläche der Walze geglättet wird. Zu oberflächenbearbeitenden Verfahren zählt auch das mechanische Bürsten oder das Bestrahlen der Oberfläche mit einem Strahlgut, wie etwa Sand oder Glaskugeln. Das Bestrahlen kann dabei abrasiv oder nichtabrasiv erfolgen. Ebenfalls vorteilhaft ist ein elektrochemisches bzw. elektrolytisches Polieren, mit welchem insbesondere die Rauheit im Mikrobereich reduziert werden kann. Dem gleichen Zweck kann ein Abtragen mittels Laserpulsen dienen.
Anstelle einer festen Beschichtung kann eine Beschichtung auf Walze vorgesehen sein, wobei sich innerhalb der Beschichtung eine Relativbewegung einstellt. Das bedeutet, dass die an der Oberfläche der Walze anliegende Grenzfläche der Beschichtung relativ zur Oberfläche keine Bewegung durchführt und dass die an der Oberfläche der Folienbahn anliegende Grenzfläche der Beschichtung relativ zu dieser Oberfläche ebenfalls keine Bewegung durchführt. So kann beispielsweise eine elastische Beschichtung vorgesehen sein, wie etwa ein Gummi. Selbstverständlich ist diese Beschichtung luftdurchlässig, um den Durchtritt des durch die Öffnungen geleiteten Unterdrucks zu ermöglichen. Beispielsweise ist ein vorgesehenes Gummi bevorzugt ein poröses oder ein mikroporöses Gummi. Ein Gummi, wie auch eine andere elastische Beschichtung kann dazu perforiert oder mikroperforiert werden. Eine elastische Beschichtung kann auch eine Kunststofffolie umfassen.
Eine Beschichtung, die ebenfalls einen elastischen Effekt aufweist, kann eine netzartige Struktur umfassen, wobei die einzelnen Fäden eine Rollneigung ausweisen. Hierbei können also lokale Bereiche der Beschichtung auf der Oberfläche der Walze bzw. auf der Oberfläche der Folienbahn abrollen und so eine beschädigungsarme Bewegung der Folienbahn relativ zur Walze ermöglichen. Eine solche Beschichtung könnte beispielsweise eine Struktur wie ein Nylonstrumpf umfassen. Eine weitere Beschichtung mit dem oben beschriebenen Effekt ist eine Beflockung der Walze, wobei jede einzelne Flocke eine Relativbewegung zwischen Walze und Folienbahn zulässt.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform zur Vermeidung von Beschädigungen an der Folienbahn umfasst die Behandlung der Folienbahn und/oder der Walze während des Betriebs. So kann mit einem Schmiermittel eine Bewegung der Folienbahn relativ zur Walze ermöglicht werden. Stromaufwärts der Anlaufkante kann dazu ein Schmiermittelspender vorgesehen sein, mit welchem durchgehend ein Schmiermittel auf die Walze und/oder die Folienbahn aufgebracht wird, welches zwischen Walze und Folienbahn gelangt. Ein solches Schmiermittel bildet dann insbesondere einen durchgehenden Schmierfilm. Als Schmiermittel ist bevorzugt Wasser, insbesondere in Form von Nebel, vorgesehen. Vorteilhaft ist es, wenn das Wasser destilliert ist.
Eine Behandlung der Folienbahn kann auch das Flinzufügen von Mitteln während der Folienherstellung umfassen. So kann einer Folie ein Slip- bzw. Gleitmittel oder ein Antiblockmittel hinzugefügt werden.
Eine weitere, vorteilhafte Weiterbildung umfasst eine Abkühleinrichtung, mit der die Folienbahn abkühlbar, insbesondere schlagartig abkühlbar ist. Diese Abkühleinrichtung ist bevorzugt stromaufwärts und insbesondere unmittelbar vor der Anlaufkante angeordnet. Durch die schnelle Abkühlung lässt sich die Folienbahn weiter verfestigen, so dass ihre Neigung, sich relativ zur Walze zu bewegen, nachlässt.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Bewegung der Folienbahn relativ zur Walze aktiv unterstützbar ist. Dabei kann die Folienbahn insbesondere von der Walze im Bereich der Ablösekante abgehoben werden, um eine lokale Relativbewegung der Folienbahn entlang der Walzenoberfläche zu vermeiden. So kann vorgesehen sein, dass die Öffnungen der Walze selektiv mit einem Unterdrück oder mit einem Überdruck beaufschlagbar sind. Des Weiteren kann auch an der Ablösekante eine Andrückwalze angeordnet sein, mit welcher sichergestellt wird, dass die Ablösekante als Ablöselinie ausgeformt ist, also im Wesentlichen quer zur Transportrichtung der Folienbahn verläuft. Vorteilhaft ist es auch, wenn ein mechanisches Ablöseelement, beispielsweise ein Rakelmesser vorgesehen ist, mit welchem ein gleichmäßiges Ablösen sichergestellt ist.
Eine beschriebene Walze ist vorteilhaft kombinierbar mit einer Streckeinrichtung zum Verstrecken einer Kunststofffolie in ihrer Transportrichtung. Die Streckeinrichtung umfasst dabei eine erste Walze, über welche die Kunststofffolie führbar ist und welche mit einem ersten Antrieb antreibbar und mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit rotierbar ist, und eine zweite Walze, über welche die Kunststofffolie führbar ist und welche mit einem zweiten Antrieb antreibbar und mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit rotierbar ist, wobei die zweite Umfangsgeschwindigkeit größer als die erste Umfangsgeschwindigkeit ist, wobei im Transportweg der Kunststofffolie die zweite Walze stromabwärts der ersten Walze angeordnet ist, so dass die Kunststofffolie im freien Bereich zwischen der ersten und der zweiten Walze streckbar ist. Die erste Walze kann gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Walzen ausgestaltet sein. Auch die zweite Walze kann gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Walzen ausgestaltet sein.
Insbesondere bei solchen Streckeinrichtungen stellt sich das Phänomen ein, dass sich zwischen diesen beiden Walzen die Breite der Folienbahn reduziert (so genanntes Neck-in), wobei sich gleichzeitig die Ränder aufdicken. Insbesondere die Aufdickung führt dazu, dass die Folienbahn zur Weiterverarbeitung an ihren Rändern beschnitten werden muss. Diese Effekte setzen nicht erst ein bzw. enden, nachdem die Folienbahn die betreffende Walze verlassen hat oder bevor sie auf ihr aufgelaufen ist, sondern bereits während die Folienbahn noch auf der Walze oder bereits auf der Walze aufliegt. Hierbei treten die eingangs genannten Beschädigungen der Folienbahn auf. Die obige Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Führen einer Folienbahn und zum Beaufschlagen der Folienbahn mit einer zumindest teilweise radial nach innen gerichteten ersten Kraft, wobei mittels Öffnungen in der Oberfläche, die zumindest teilweise mit einem aus einer Unterdruckquelle stammenden Unterdrück beaufschlagt werden, die erste Kraft aufgebracht wird, wobei mit zumindest einer Einrichtung zum Erhöhen die radial nach innen gerichtete Kraft erhöht wird und/oder die Walze derart ausgestaltet ist, dass die Folienbahn relativ zur Walzenoberfläche ohne Erzeugung von Beschädigungen an der Folienbahn bewegt wird. Mit diesem Verfahren werden die gleichen Vorteile erzielt, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Walze beschrieben worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Walze und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Walze
Fig. 2 Perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Walze
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Walze 100, über welche eine Folienbahn 101 läuft, wobei die Folienbahn zwischen der Anlaufkante 102 und der Ablösekante 103 über einen Umschlingungswinkel mit der Walze 100 in Berührungskontakt steht. Die Folienbahn wird in Richtung des Transportweges T transportiert. Um ein Bewegen der Folienbahn 101 in oder entgegen der Transportrichtung T zu vermeiden, umfasst die Walze über ihre Umfangsfläche 104 verteilt zahlreichen Öffnungen 105, von denen eine dargestellt ist. Diese Öffnungen 105 sind mit einem Unterdrück beaufschlagbar, so dass im Bereich des Umschlingungswinkels die Folienbahn auf die Umfangsfläche 104 gezogen wird. Die resultierende Kraft, die auf die Folienbahn 101 im Bereich des Umschlingungswinkels wirkt, ist mit den Pfeilen 106 dargestellt. Diese Kraft ist im Wesentlichen radial zur Walzenachse gerichtet. Erfindungsgemäß sind nun weitere Mittel vorgesehen, mit welchen eine zweite Kraft bereitstellbar ist, die in radialer Richtung auf die Folienbahn wirkt. Somit wird die erste Kraft, dargestellt durch die Pfeile 106, durch eine zweite Kraft, dargestellt durch die Pfeile 107, vergrößert.
Die Figur 2 stellt die gleiche Walze wie die Figur 1 dar, jedoch in perspektivischer Ansicht. Dieser Ansicht ist zu entnehmen, dass die Folienbahn oder zumindest Bereiche hiervon relativ zur Umfangsfläche 104 der Walze 100 bewegbar sind.

Claims

Patentansprüche
1. Walze zum Führen einer Folienbahn und zum Beaufschlagen der Folienbahn mit einer zumindest teilweise radial nach innen gerichteten Kraft, wobei zum Aufbringen der Kraft Öffnungen in der Oberfläche vorgesehen sind, wobei die Öffnungen zumindest teilweise mit einem aus einer Unterdruckquelle stammen den Unterdrück beaufschlagbar sind, wobei zumindest eine Einrichtung zum Erhöhen der radial nach innen gerichteten Kraft und/oder die Walze derart aus gestaltet ist, dass die Folienbahn relativ zur Walzenoberfläche ohne Erzeugung von Beschädigungen an der Folienbahn bewegbar ist.
2. Streckvorrichtung zum Verstrecken einer Kunststofffolie in ihrer Transportrich tung, mit einer ersten Walze, über welche die Kunststofffolie führbar ist und welche mit einem ersten Antrieb antreibbar und mit einer ersten Umfangsgeschwindig keit rotierbar ist, und mit einer zweiten Walze, über welche die Kunststofffolie führbar ist und welche mit einem zweiten Antrieb antreibbar und mit einer zweiten Umfangsgeschwin digkeit rotierbar ist, wobei die zweite Umfangsgeschwindigkeit größer als die erste Umfangsgeschwindigkeit ist, wobei im Transportweg der Kunststofffolie die zweite Walze stromabwärts der ersten Walze angeordnet ist, so dass die Kunststofffolie im freien Bereich zwi- sehen der ersten und der zweiten Walze streckbar ist, wobei die erste und/oder die zweiten Walze nach Anspruch 1 ausgestaltet ist.
3. Verfahren zum Führen einer Folienbahn und zum Beaufschlagen der Folien bahn mit einer zumindest teilweise radial nach innen gerichteten, ersten Kraft, wobei mittels Öffnungen in der Oberfläche, die zumindest teilweise mit einem aus einer Unterdruckquelle stammenden Unterdrück beaufschlagt werden, die erste Kraft aufgebracht wird, wobei mit zumindest einer Einrichtung zum Erhö hen die radial nach innen gerichteten Kraft erhöht wird und/oder die Walze der art ausgestaltet ist, dass die Folienbahn relativ zur Walzenoberfläche ohne Er zeugung von Beschädigungen an der Folienbahn bewegt wird.
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