NO783494L - Fremgangsmaate og apparat til tverr-strekking og molekylaer orientering av en kontinuerlig bane - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte og apparat til tverrstrekking og.

molekylær orientering av en kontinuerlig bane"

Den foreliggende oppfinnelse angår et apparat og en fremgangsmåte til tverrstrekking og molekylær orientering av en kontinuerlig fremført bøyelig bane, f.eks. et nett, en folie eller et annet bane-materiale. Oppfinnelsen angår spesielt, men ikke utelukkende en tverrstrekking av baner av ekstrudert plastnett.

I US-PS 4 087 226 er det allerede foreslått å anvende et

apparat som tjener til å fastholde banekantene og har form av parallelle, på avstand fra hinannen stående strekkramme-lignende, endeløse kjeder til å hindre vesentlig bevegelse innover av banekantene og til å tjene som drivorganer til kontinuerlig fremføring av banen i lengderetningen mens den strekkes på tvers, og et par ovenfor hinannen stående rader av på avstand fra hverandre i tverretningen stående presselementer i form av roterende skiver eller skråttstilte drevne belter, idet skivene eller beltene i en rad er innskutt mellom eller forskutt i tverretningen i forhold til skivene eller beltene i den annen rad og sett i tverretningen overlapper disse i en slik grad at skivene eller beltene bringer banen til å innta et strukket forløp fra kant til kant ved å utøve motsatt rettede krefter på hver sin av overflatene av banen.på steder som står på avstand fra hverandre over banens bredde, og strekke banen på tvers til en foldet form uten vesentlig bevegelse av banekantene innover.

En bruk av bare skiver som presselementer er imidlertid funnet

å ha to ulemper. Ved høye tverrstrekkerader må skivene overlappe skivene i den annen rad i betydelig grad, og skivenes angrepsvinkel mot banen er meget stor, dvs. at banen kommer i inngrep med hver skive på et sted hvor der foreligger en meget stor vinkel mellom banens plan og tangenten til skiven. Dette kan medføre at skivene er tilbøyelige til å skyve banen bakover og hindre riktig innmatning av spesielt midtpartiet av banen, slik at banen bøyes bakover på

midten (i det etterfølgende kalt tilbakeoyerbøyning). Dessuten er

begynnelseshastigheten for tverrstrekkingen av banen meget høy, men hastigheten avtar etter hvert som banen fortsetter innover skivene, noe som er uønsket for mange baner og ikke gir optimal strekking.

Skjønt de ulemper som er nevnt ovenfor, kan unngås på en enkel måte ved anvendelse av to rader skråttstilte belter, har belter den ulempe at de er relativt kompliserte i mekanisk henseende, og at de gir etter i ubehersket grad under press, med mindre der anordnes et støtteorgan, samtidig som det er vanskelig på et belte å skaffe en lavfriksjonsflate for anlegg med banen for å tillate glidning av banen på tvers under strekkingen hvis slik glidning skulle være ønskelig.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen erkarakterisertsom angitt i kravene.

Når man er blitt klar over at de roterende sirkulære elementer (skivene) eller beltene i minst en av radene i det tidligere apparat kan erstattes med stasjonære presselementer, kan.den angrepsvinkel som er nevnt foran, reduseres til en ønsket verdi og hastigheten av tverrstrekkingen beherskes mere presist, spesielt for unngåelse av for høy begynnelseshastighet og fortrinnsvis oppnåelse av en hovedsakelig konstant strekkehastighet inntil den maksimale strekking er oppnådd. Ved anvendelse av den foreliggende oppfinnelse kan der oppnås tverrstrekkeforhold (forholdet mellom utgangsbredde og inn-gangsbredde) på 25:1-10:1 og betydelig molekylær orientering i strengene og selv i krysningene i nettene, og betydelig molekylær orientering i tverretningen i filmer eller folier kan oppnås. Allikevel er de stasjonære presselementer relativt billige å fremstille, slik at apparatet selv kan være billig. Det blir fortsatt..mulig å utføre en kontinuerlig prosess fra forming av nettet til oppnåelse av det ferdige produkt. Når det gjelder et ekstrudert nett kan f.eks. prosessen omfatte ekstruderingstrinnet, en valgri strekking i maskinretningen for å orientere et nett med kvadratiske masker i lengderetningen og en tverrstrekking for orientering i tverretningen.

Presselementene i den annen rad kan f.eks. foreligge i form av

a) ytterligere stasjonære pressorganer som danner langtgående glideflater (denne form er mest hensiktsmessig ved lette eller tynne baner, f.eks. forpakningsnett med en vekt på opptil 10 g/m 2 etter tverrstrekkingen) , b) bevegelige belter som er innrettet til å bevege seg fremover med hovedsakelig samme hastighet som banen, eller c) roterende sirkulære elementer hvis omkrets er innrettet til å

fremføres med hovedsakelig den samme hastighet som banen.

De stasjonære presselementer som er omtalt ovenfor, kan være stive stenger eller rør, eller de kan være parallelle plater. Glideoverflåtene kan være rette, spesielt i tilfellene a eller b ovenfor, eller 'de kan være buede for å skaffe en fastlagt strekkehastighet, spesielt i tilfellet c ovenfor.

Drivorganene kan være anordnet på en hvilken som helst egnet måte, og selv et enkelt strekk på et sted etter apparatet kan anvendes, f.eks. i tilfellet a ovenfor. For nett kan imidlertid de ytre roterende elementer eller belter (når slike foreligger) stort sett være drevet og forsynt med radiale tapper på den side som står i inngrep med overflaten av banen. I dette tilfelle kan slike roterende elementer eller belter også tjene som organer til å holde kantene tilbake. Videre kan alle de roterende elementer eller belter være drevet og forsynt med radiale tapper eller knaster på den overflate som står i inngrep med banen, idet dette medfører to fordeler, først at apparatet kan motta baner med en hvilken som helst bredde innenfor et stort område, og for det annet at . den nevnte forholdsregel kan eliminere all vesentlig tilbakebøyning. En liten, uvesentlig tilbake-bøyning kan finne sted i form av en rekke skjellformede fordypninger (scallops) over bredden av banen, og hvis det er nødvendig kan disse trekkes ut ved svak tverrstrekking og varmefiksering. Når det gjelder folier, vil tapper rive opp kantene av folien, og der kan således som drivorganer anvendes klips som bæres på sidebeltene av V-belter eller -kabler som samvirker med V-spor, og som samtidig tjener som organer for holding av kantene.

De overflater av alle presselementene som står i inngrep med banen (evt. bortsett fra de ytterste når disse anvendes som drivorganer eller holdeorganér for banekantene),-er fortrinnsvis fremstilt av lavfriksjonsmateriale, selv når elementene bærer tapper for å tillate maksimal sluring av banen over disse overflater. Banen kan med andre ord under strekkingen bevege seg på tvers-på steder hvoir presskreftene virker på banen. Hvis tverrbevegelse av banen hindres som følge av friksjon, kan der i den strukkede bane oppstå langsgående bånd med forskjellige strekkekarakteristika* Lavfrik-sjonsmaterialet bør ha så lav friksjonskoeffisient som mulig og

f.eks. bestå av høypolert metall eller polytetrafluoreten eller

endog anodisert aluminium.

Allikevel er det funnet at et lavfriksjonsmateriale ikke er avgjørende, spesielt når presselementene mates frem med hovedsakelig samme hastighet som banen. Et tilfredsstillende handelsprodukt kan således oppnås selv om der ikke finner sted noen vesentlig tverr-sluring mellom banen og presselementene under strekkingen.

Organene til å holde kantene tilbake kan tilveiebringes på

en hvilken som helst egnet måte, og som angitt ovenfor kan de ytre roterende elementer eller belter, forsynt med tapper eller klips eller V-beltegrep, tjene både som drivorganer og tilbakeholdsorganer.

Da tappene på de roterende elementer eller belter vil komme i inngrep med maskene i nettet, kan nettet bevege seg innover opptil et stykke svarende til maskebredden, men i praksis er en slik bevegelse ikke vesentlig og kan vanligvis aksepteres. Stort sett foretrekkes det at holdeorganene for banekantene griper banen før eller samtidig med utøvelsen av presskreftene som strekker banen.

Generelt foretrekkes det at overlappingsgraden mellom de respektive presselementer er innstillbar for innstilling av den samlede tverrstrekking som utøves på banen, og strekkehastigheten. Aller helst bør imidlertid presselementene i minst en rad (bortsett evt. fra de ytterste presselementer) være innstillbare hver for seg. Slik individuell innstillbarhet kan oppnås meget enkelt ved anvendelse av de stasjonære presselementer, som f.eks. kan være svingbart opplagret ved den ene ende (fortrinnsvis innløpsenden) av glideflatene.

Oppfinnelsen kan generelt anvendes for den type nett som er kjent som nett med kvadratiske masker, og hvor strengene forløper i lengderetningen og på tvers, og hvor maskene kan være helt kvadratiske eller bare rektangulære. Alternativt kan oppfinnelsen anvendes på hva som er kjent som nett med diamantformede masker. Et nett med diamantformede masker har to sett av strenger, idet hvert sett strekker seg i en vinkel i forhold til det annet sett og på skrå

i forhold til maskinretningen og tverretningen. Settene er innbyrdes forbundet ved sammenhengende forbindelser eller krysninger. Nettene med diamantformede masker kan strekkes i tverretningen i en slik grad at bare partiene av strengene mellom krysningene strekkes og orienteres molekylært, eller slik at også selve krysningene strekkes og orienteres molekylært helt eller delvis, f.eks. som beskrevet i GB-PS 1 521 034 og ZA-PS 76/3257.

Et rørformet nett vil kunne strekkes på tvers i hva som er kjent som "flatlagt" form, dvs. i dobbelt skikt og deretter slisses opp om nødvendig. Da kantene av det flatlagte nett vanligvis ikke • vil bli riktig tverrstrukket, kan kantene trimmes. En annen mulighet vil være å føre det rørformede nett over en skjelettformet dor dannet av stasjonære presselementer som skaffer langsgående glideflater 1 en rørformet anordning og danner In rad av presselementer, mens den annen rad er anbragt rundt doren.

En hvilken som helst egnet folie eller annen bane eller et nett kan tverrstrekkes, men den konstruksjon som strekkes på tvers,har fortrinnsvis form av en maskekonstruksjon.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen som viser utførelsesformer. Fig. 1 er et skjematisk sideriss av et anlegg omfattende et strekkeapparat i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 er et sideriss som viser en del av en utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 3 er et horisontalsnitt etter linjen III-III på fig. 2. Fig. 4 og 5 er skjematiske snitt etter linjen IV-IV på fig. 2 og viser virkemåten av utførelsesformen på fig. 2 og 3. Fig. 6 er et isometrisk riss i større målestokk av et utsnitt av omkretsen av et av presselementene i utførelsesformen på fig. 2 og 3 og viser en forbedring. Fig. 7 er riss av et av de stasjonære presselementer i utfør-elsesformen på fig. 2 og 3 og viser en forbedring, idet forskjellige tverrsnitt tatt i rett vinkel på planet for fig. 6 er vist på figuren. Som vist på fig. 1 er der anordnet en kjent ekstruder 1 til ekstrudering:.av sammenhengende plastnett. Nettet kan leveres som et nett med diamantformede masker eller alternativt som et nett med - kvadratiske masker, under anveridélse av kjent teknikk. Nettet kan slisses slik at det får form av et eneste skikt,. 'eller det .kan flat-legges i rørform slik at der fås en dobbelt tykkelse. Et nett med kvadratiske masker kan trekkes i maskinretningen i en trekkinnretning 2 for orientering i lengderetningen. Nettet føres deretter inn i et strekkebad 3 omfattende et tverrstrekkeapparat 4 i henhold til oppfinnelsen, rundt en avtagningsvalse 5 til å føre det på tvers strukkede nett bort.i foldet form, rundt en spredevalse 6 til utspredning av nettet i sin fulle utstrukkede bredde, mellom vanlige kantspredere 7 for bruk på tekstilstoffer og kjent som "Precision Edge Guiders" (et par svakt skråttstilte små trinser ved hver kant av nettet), forbi kantskjærere 8 til avskjæring av nettets kantpartier. om ønskelig, idet disse kantpartier ikke behøver å være ' strukket på tvers,og inn på en opprullingsvalse 9. Fig. 2 og 3 viser en utførelsesform av et tverrstrekkeapparat 4 i nærmere detalj. Som angitt ovenfor er apparatet 4 anordnet i badet 3, som inneholder varmt vann. Apparatet omfatter to pressinn-retninger, hvorav den ene er en rad av roterende sirkulære presselementer i form av drevne skiver 10 (med en diameter på f.eks. 50 cm) med konstant innbyrdes avstand og den annen er en rad av stasjonære presselementer i form av pressplater 11. Pressplatene 11 er svingbart opplagret om en akse 12 og har i lengderetningen

forløpende glideflater med lav friksjon som ligger an mot nettet. Pressplatene 11 er på fig. 2 vist å være forbundet med en felles tverrstang 13, som kan beveges i en buet spalte mellom to endestil-linger som er antydet strekpunktert, og kan låses i stilling av en egnet mekanisme som er antydet ved en spak 14. Spesielt hvis nettet har støpefeil, er imidlertid stillingen av de enkelte pressplater 13 fortrinnsvis innstillbar, og i dette tilfellet kan hver pressplate 11 ha sin egen låsemekanisme.

Teoretisk vil skivene 10 kunne fremstilles ved maskinering av en eneste valse, men i praksis er det funnet hensiktsmessig å anordne et antall adskilte skiver som bæres på og er fastlåst til en felles aksel 15. Skivene 10 kan drives på en hvilken som helst vanlig måte, og en drift 16 er antydet på fig. 2. De ytterste skiver 10 tjener som organer til å holde kantene av nettet tilbake og hindre noen vesentlig innadgående bevegelse av nettkantene. Disse skiver bærer tapper 17 som kommer i inngrep med nettet før dette berører omkretsen av skivene 10 og stort sett før nettet når pressplatene 11. Alle skivene 10 kan bære tapper -17, men en foretrukket alternativ anordning er vist på fig. 6, hvor skivene 10 har en riflet omkrets som bidrar til å føre banen frem, idet den utøver en trekk-kraft i aksialretningen, men tillater sluring sideveis.

Fig. 2 viser også et par drivvalser som er sammenkoblet med en remdrift 19 for å sikre at utløpshastigheten av nettet er den samme som innløpshastigheten og således hindre aksialstrekking under passasje gjennom apparatet 4. Videre er der vist en ledevalse 20 til å lede nettet inn på raden av skiver 10. Fig. 4 og 5 viser strekkingen av nettet ved to forskjellige innstillinger av pressplatene 11. Nettet ,er vist stiplet, og det vil ses at nettet formes til follet form som følge av det vekselvise inngrep av skivene 10 mellom pressplatene 11, hvorved nettet strekkes på tvers med en strekkegrad på henholdsvis 2,25:1 og 5,5:1. I praksis kan pressplatene 11 anordnes slik i forhold til skivene 10, at der fås strekkforhold påi.opptil 8:1 eller endog mer. Eksempler på strekkforhold

er 4:1, 6:1 og 8:1.Pressplatene 10 er formet på en spesiell måte,

som vist i aksialretningen for skivene 10, slik at der fås en hovedsakelig konstant strekkhastighet inntil maksimal strekking er oppnådd.

I tillegg er innløpsflåtene på pressplatene 11 anordnet slik at de

er tangensiale med omkretsen av skivene 10, hvorved der fås en meget lav eller overhodet ingen tverrstrekkehastighet og uheldig til-bakebøyning unngås. Det vil se ut av fig. 2 at den nedre ende av platene 11 har sirkulær.form og er opplagret på svingeakselén 12,slik at innløpsflåtene på pressplatene 11 er tangensiale med omkretsen av skivene 10 uansett innstillingen av pressplatene 11.

Som forklart ovenfor vil strekkingen gi en molekylær orien-

tering av strengene i nettet (eller strekke og orientere folier eller lignende baner på tvers). Hvis nettet er et nett med kvadratiske masker, vil således de tversgående strenger bli strukket og orien-

tert molekylært, og hvis nettet er et nett med "cliamantformede masker, vil strengene mellom krysningene kunne strekkes og orienteres molekylært. EventueltiJcan nettétrstrekkés i .eia slik -gtad at .fécbindelsene eller krysningene mellom strengene strekkes helt eller.delvis for å

gi seks-kantede masker.

Utførelsen av de overflater av presselementene som står i

inngrep med banen,har medført et spesielt problem ved høyere hastigheter eller strekkegrader hvis tverrsnittet gjennom flaten i et tverrplan har for stor radius, idet bånd av banen var tilbøyelig til å forbli ustrukket på det sted hvor banen lå an mot presselementene. På den annen side var der mindre varmgang- eller rive- j problemer. Med liten radius var båndene med ustrukket bane uten betydning eller ikke synlige, men varmgang og opprivning fant sted ved høyere hastigheter.

Dette problem er redusert elier eliminert ved en spesiell utførelse..av de overflater som står i' inngrep med banen.

Tverrsnittene av den på fig. 7 viste pressplate 11 er tegnet

inn i planet for figuren på fem forskjellige steder langs press-

platen 11. Overflaten er dels sirkulær sett i tverrsnitt, og radien av flaten ved slutten av tverrstrekkingen er omtrent dobbelt så

stor som ved begynnelsen. Ved bruk av dette trekk er _det' funnet-

at båndene av ustrukket netting kan reduseres i bredde eller full-stendig elimineres, samtidig som apparatet kan arbeide ved relativt høye hastigheter uten varmgangsproblemer og uten riving. Som vist på fig. 7 kan den nødvendige form oppnås ved avsmalning av tverrsnittet av de innledende partier av pressplaten 11 og avrunding av

enden. Inngangspartiet av den overflate som kommer i inngrep med banen, inntil stillingen for det første tverrsnitt på fig. 7 har jevnt tverrsnitt, og krumningen av tverrsnittet avtar deretter gradvis og kontinuerlig (f.eks. fra en radius på 3 mm til en radius på 6 mm) inntil det siste av de tverrsnitt som er vist på fig. 9, hvoretter tverrsnittet holdes konstant inntil enden av pressplaten 11 nås.

Den overflate av pressplaten 11 som ligger an mot banen, kan være belagt med polytetrafluoreten, men hele pressplaten 11 er fortrinnsvis fremstilt av rustfritt stål eller av anodisert aluminium.

Ved drift blir banen avbøyd fra tverretningen når den kommer

i inngrep med pressplatene 11 (se fig. 4 og 5). Generelt sett vil det ses at bredden av den overflate av pressplaten 11

som står i inngrep med banen, målt langs overflaten hovedsakelig i tverretningen, øker etterl.hvert som baneri føres inn mellom radene av presselementer f. ved den ..samme grad av avbøyning av banen fra tverretningen. Dette utgjør en nyttig definisjon av den virkning som er forklart under henvisning til fig. 7, skjønt det vil forstås at avbøyningen av banen i praksis øker etter hvert som banen passerer inn mellom radene av presselementer. Den hypotetiske situasjon at avbøyningen av baneri forblir konstant, benyttes således baxé for å definere endringen av de overflater av presselementene som står i inngrep med banen. Bredden av overflaten menes å være den avgjørende parameter.

K

Claims (10)

1. Apparat til tverrstrekking og molekylær orientering av en kontinuerlig fremført bøyelig bane, omfattende et par overfor hinannen stående rader av på avstand fra hverandre i tverretningen stående presselementer, mellom hvilke rader banen kan føres mens dens kanter er grepet av tilbakeholdelsesorganer for å hindre vesentlig bevegelse innover, idet presselementene i én rad er forskutt i tverretningen i forhold til elementene i den annen rad og sett i tverretningen overlapper disse i en slik grad at presselementene, når banen føres frem i lengderetningen, tvinger den til å innta et strukket forløp fra kant til kant ved å utøve motsatt rettede krefter på hver sin av overflatene av banen på steder som står på avstand fra hverandre over banens bredde, og strekke banen på tvers til en foldet form uten vesentlig bevegelse av banekantene innover, karakterisert ved at presselementene i minst en av radene er stasjonære, presselementer (11) som skaffer i lengderetningen for-løpende glideflater.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det skaffer en hovedsakelig konstant strekkehas.tighet inntil den maksimale strekking er oppnådd. r

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert v e d at den overflate av de stasjonære presselementer (11) som står i inngrep med banen, er dannet av lavfriksjonsmateriale. i •• - " i '

4. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at presselementene i minst en rad kan innstilles hver for seg ved hjelp av en innstillingsinnretning (13,14), for innstilling av overlappingsgraden.

5. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at de stasjonære presselementer (11)' er ;o svingbart opplagret (ved 12) ved den ene ende av glideflaten og kan innstilles for innstilling av overlappingsgraden.

6. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at bredden av den overflate av pressele-. mentene i minst en rad som står i inngrep med banen, målt langs overflaten hovedsakelig i tverretningen, øker etter hvert som banen føres inn mellom radene av presselementer for den samme grad av utbøyning av banen fra tverretningen når denne gripes av presselementene (10,11).

7. Fremgangsmåten til strekking og molekylær orientering av en kontinuerlig bane, omfattende kontinuerlig å føre banen i sin lengde-retning og utøve motsatt rettede sett av presskrefter på hver sin overflate av den bevegede bane på steder som står på avstand fra hverandre over banens bredde, samtidig som banekantene hindres i å bevege seg vesentlig innover, idet de steder som settet av krefter på en overflate utøves på, er forskutt i forhold til de steder som settet av krefter på den annen overflate utøves på, og sett i tverretningen overlapper disse steder, hvorved banen tvinges til å anta et strukket forløp fra kant til kant for strekking av banen på tvers til en foldet form uten vesentlig bevegelse-rjav banekantene innover, karakterisert ved at de krefter som utøves på minst en av overflatene av banen,tilveiebringes av stasjonære presselementer (11) som skaffer i lengderetningen forløpende glideflater. •

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at den bane som strekkes ,har form av.-en maskekonstruksjon.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at utgangsbanen er et nett med sett av.strenger hvor hvert sett strekker seg i en vinkel med det annet sett og på skrå i forhold til maskin- og tverretningen, idet settene er innbyrdes forbundet ved vedheftende krysninger, og at krysningene strekkes og orienteres molekylært ved tverrstrekkingen av nettet.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 7-9, karakterisert ved at banen beveger seg på tvers under strekkingen på steder hvor presskreftene virker på banen.