WO2022199998A1 - Folienreckanlage mit behandlungszonen zum querrecken durch die anlage laufender kunststofffolien - Google Patents

Folienreckanlage mit behandlungszonen zum querrecken durch die anlage laufender kunststofffolien Download PDF

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WO2022199998A1
WO2022199998A1 PCT/EP2022/055214 EP2022055214W WO2022199998A1 WO 2022199998 A1 WO2022199998 A1 WO 2022199998A1 EP 2022055214 W EP2022055214 W EP 2022055214W WO 2022199998 A1 WO2022199998 A1 WO 2022199998A1
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WO
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film
fluid
treatment
slot
plastic film
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/055214
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Resch
Original Assignee
Lindauer Dornier Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung
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 Lindauer Dornier Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung filed Critical Lindauer Dornier Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung
Publication of WO2022199998A1 publication Critical patent/WO2022199998A1/de

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets

Definitions

  • the invention relates to a film stretching system with treatment zones, in particular treatment zones for transverse stretching, for plastic films.
  • Film stretching systems for transverse stretching of plastic films are known.
  • the treatment zones have an inlet slot through which the plastic film to be treated in the respective treatment zone enters the treatment zone and an outlet slot through which the plastic film leaves the respective treatment zone again.
  • the plastic film runs through the film stretching system at a relatively high speed of, for example, up to 650 m/min 1 .
  • the inlet slit and the outlet slit are therefore generally designed so high that a reliable passage through the treatment zone is guaranteed for all operating conditions, even in the event of an accident, for example due to a partially torn film that is thickened in certain areas.
  • a relatively high temperature constancy must occur in the treatment zones, so that an undesired entry of treatment fluid from the outside or from an upstream treatment zone of a different temperature level and corresponding exit of treatment fluid heated to the respective treatment temperature from the treatment zone does not occur, so that the temperature constancy required for a high quality of the plastic film is given and energy losses can be minimized.
  • Foil stretching systems have different areas.
  • the film is first heated in the front area so that it can then be stretched transversely without tearing. Thereafter, the film is further treated to produce the desired properties of the film.
  • gaseous contaminants migrate from the film into the treatment fluid. These contaminants have the property of condensing when they enter cooler areas of the film stretching system, e.g. B. as a liquid in BOPP production, or to resublimate directly, such as. B. as white flakes in BOPET production. This leads to difficulties in production in terms of that to be achieved Quality.
  • DE 102012 025527 A1 describes a drying device in which a flexible flat material is to be dried in a treatment station, in that the flat material can be transported through inlet slots and outlet slots. For drying, it is necessary for the flat material to be guided through such a device at a significantly lower speed than is the case with transverse stretching of plastic films in film stretching systems.
  • An attempt is made to send a treatment medium for heating or cooling the flat material through the device via a gas-permeable, microporous material layer in such a way that during the entire passage through the treatment zone, which is designed in the form of a thin gap, by treating medium supplied on both sides over the entire length of the drying device in Is performed in the form of a gas pressure cushion, but above all the flat material comes into intensive contact with the treatment gas.
  • Such a drying device would be completely unsuitable for a treatment zone for transverse stretching, since far too little treatment fluid can be brought to the treatment temperature required for transverse stretching, as is the case for the transverse stretching of plastic films using a film stretching system for plastic films is, wants to achieve maximum isotropic properties of the film as a result of the treatment.
  • this known system there is no problem of reducing the height of an inlet gap or an outlet gap, since the entire treatment zone is just such a gap.
  • an air flow is generated across the microporous material layer in the entire drying zone transversely to the transport direction of the flat material to be dried, i.e. sideways, and this air is also sucked off again so that significant amounts of air come into contact with the surface of the flat material to be dried reach.
  • EP 1 479 822 A2 describes a sealing device for the lateral sealing of a humidification zone.
  • This sealing device is described for a paper machine for the lateral sealing of a moistening zone for a moving web guided through the moistening zone in the form of a paper web or a cardboard web.
  • This paper web or cardboard web is acted upon in the moistening zone by means of a liquid agent, which is one-sided, d. H. for example from the underside, but this can also be provided on both sides, for example from the underside and the top.
  • a liquid agent which is one-sided, d. H. for example from the underside, but this can also be provided on both sides, for example from the underside and the top.
  • sealing devices are arranged in front of and behind the moistening zone in the running direction of the web.
  • the sealing element is designed in the form of a bar, from which air emerges from an air nozzle in the direction of the paper web moving through the paper machine. This is intended to ensure a seal against the escape of liquid from the zone in which the paper web is exposed to liquid. This is achieved via appropriate pressure conditions, which in any case does not prevent ambient air from entering the treatment zone, rather only prevents treatment fluid from escaping from the treatment zone to the outside.
  • the air nozzle is formed by means of a continuous or multiple air slots.
  • DE 31 40 935 A1 describes a seal for inlet and outlet slots in treatment devices for running webs of material, specifically in particular for stenter frame dryers.
  • mechanical sealing bodies are provided for the inlet and the outlet slot.
  • the sealing elements for the entry and exit slots are arranged in individual segments over the respective width of the fabric.
  • Each individual element is a hollow body from which a fluid emerges that is directed against the running direction of the web of material to be dried.
  • Each of the individual elements has a nozzle from which this sealing air exits. Although there is a certain air cushion at the points of the nozzle, a continuity of such an air cushion cannot be achieved with it.
  • the object according to this above-mentioned publication is aimed at the sealing elements also guiding the web of material to be dried directly between them in the manner of two rollers lying one above the other. Although the gap is then completely sealed mechanically, such a system is completely unsuitable for a plastic film that is to be subjected to a transverse stretching process and must not have any contact with mechanical parts.
  • the known film stretching systems have treatment zones, in particular treatment zones for transverse stretching of plastic films.
  • the treatment zones have an inlet slot and an outlet slot through which the plastic films are guided through the respective treatment zone.
  • these slots have a height which disadvantageously either fresh air from the outside or admits treatment fluid from an upstream treatment zone into the corresponding treatment zone and, when the plastic film exits the treatment zone, also transports treatment fluid that has been raised to the corresponding treatment temperature to the outside.
  • the losses of treatment fluid that occur or mixing with a treatment fluid that does not correspond to the temperature for the respective treatment zone result in temperature gradients that run counter to the production of a plastic film with material properties that are uniform in all areas. This is because gap heights of approx. 50 to 150 mm are provided in the known film stretching systems.
  • the energy efficiency deteriorates since larger amounts of treatment fluid get from the hot zones into the cool zones.
  • the entrained treatment fluid causes contamination in the treatment zones or even the film due to condensation or re-sublimation of ingredients that have escaped from the plastic, the so-called oligomers. Both have a negative effect on the quality of the film and the productivity of the system.
  • the inlet into the film stretching system and the exit of the film from the film stretching system and also within the film stretching system are particularly critical, especially when there are larger temperature differences between the individual treatment zones.
  • US Pat. No. 1,0792,844 B2 describes a device for controlling the air flow for an oven consisting of a number of treatment zones for treating a plastic film which is guided through the oven, and a method for stretching a film.
  • the device is used to control the air flow to the treatment furnace.
  • the air flow control device is arranged outside of a treatment furnace.
  • the described device for controlling the air flow which is arranged in front of the inlet slot into the treatment furnace, is intended to prevent ambient air from flowing into the treatment furnace and treatment fluid from flowing out of the treatment furnace.
  • the device for controlling the air flow also has an inlet and an outlet and has slit nozzles or rows of holes arranged in its interior extending transversely in the direction of the film width, from which treatment air exiting on both sides shield the film passing through with an air curtain against the ingress of outside air and in a certain way should seal.
  • a suction device is provided on each side in order, on the one hand, to extract the air directed from the nozzle onto the film, deflected there and flowing back between the nozzles, and the air flowing into the device for controlling the Air flow entering outside air and the treatment air exiting from the inlet slot in the treatment furnace to be sucked in and fed to the suction device.
  • a defined air flow is generated on both surfaces of the film to be treated by the suction devices, with high air speeds being required, which entails high energy consumption.
  • the gap height in the device for controlling the air flow must not be too small and is specified as 20 - 100 mm in particular.
  • the air curtain serves to stabilize the passage of the film and to prevent the film from hitting the device, there is no air curtain in the immediate inlet slot of the treatment oven.
  • the air control mechanism is quite complicated, includes a large number of nozzles, possibly heat exchangers and fans, so that a high expenditure on equipment and energy is required. Arranging such a device for controlling the air flow between the individual treatment zones of a treatment furnace is disadvantageous for reasons of space and energy.
  • the object of the invention is to create a sealing system for inlet and outlet slits of treatment zones through which plastic films run at high speed, in which the slits are sealed to such an extent that, if possible, no outside air or treatment fluid can enter treatment zone arranged in front of it can penetrate into the respective treatment zone and cannot get out of this again into the environment or into a subsequent treatment zone.
  • the gap cover should be simple in construction and designed with few moving mechanical parts for reliable functioning, in such a way that the film passing through, despite a very narrow gap through which the film has to be inserted into the treatment zone and led out again, contact of the film with the sealing elements delimiting the gap can, however, be ruled out. No dirt should be able to accumulate on the sealing elements.
  • the critical areas of a film stretching system in the area of the inlet slot and/or the outlet slot of the respective treatment zone each have a sealing element which is arranged on the top and bottom of the film and by means of which outside air or treatment fluid can enter a treatment zone can be reduced into or out of a treatment zone.
  • the sealing element is a blocking element, which is designed as a mechanical gap cover with a blower bar with integrated fluid supply, which has at least one jacket layer with at least one porous fine structure formed in some areas and having a large number of openings for fluid to escape.
  • This porous fine structure is in fluid connection with an internal pressure space within the blower bar, with the blower bar extending along the inlet slot and/or the outlet slot, specifically above and below the plastic film passing through.
  • the blocking element is now designed with such a small gap height that it forms a barrier against outside air and/or treatment fluid of a treatment zone flowing through the inlet slot and/or the outlet slot.
  • the porous fine structure runs through the jacket layer in such a way that the fluid that is guided from the internal pressure chamber through the fine structure of the blower bar and emerges from the openings in the direction of the facing side of the film forms a fluid cushion that is preferably continuous and extends transversely to the side of the film at the inlet slot and/or outlet slot which the plastic film does not touch the cladding layer when passing through the slits.
  • the openings are preferably directed towards the respective side of the film.
  • the foil side means the foil surface.
  • the fluid cushion is generated by compressed air with preferably 2 to 10 bar. Due to the high pressure drop in the fine structure, preferably microporous layer, which has a large number of openings, the presence or absence of a film does not affect the distribution of the air over the width of the blower bar.
  • the fluid cushion is also only immediately above the blower bar with a height of preferably ⁇ 1 mm effective. So it only prevents contact between the foil and the blocking element. Within this range of action, however, contact is impossible, since the air cushion reliably bears the weight of even a sagging foil. Therefore, the gap can also be chosen to be very narrow in the specified order of magnitude during operation. The optimal gap height can be adjusted in the application area for different film widths and products.
  • the amount of air required is preferably 2 to 10 m 3 /h and meter film width.
  • Conventional sealing air nozzles work with a nozzle gap of, for example, 5 to 10 mm and 10 to 40 m/s blowing speed with 360 to 1,440 m 3 /h and meter film width. Nevertheless, with the known slot heights, a gap of about 50 to 150 mm is required to prevent the film from touching the air nozzles.
  • the blocking element according to the invention in the form of a blower bar therefore has nothing to do with the usual blocking devices which use air nozzles or flaps or a combination of both.
  • the blocking element or the gap cover is preferably designed in such a way that either the inlet slot or the outlet slot or both are up to ⁇ 20 mm, in particular ⁇ 10 mm and in particular ⁇ 5 mm high.
  • the treatment fluid carried over would amount to approx. 20,000 m 3 /h or even more.
  • the gap is only 5 mm high, the quantity of treatment fluid carried over would only be approx. 2,000 m 3 /h.
  • a significant advantage of the film stretching system according to the invention with a blocking element for at least the greatest possible sealing of the respective passage gap of the plastic film to be treated in a treatment zone is that by means of a preferably continuous, i.e. continuously pronounced, and uniformly formed fluid cushion, which is produced by means of a blowing bar with a porous fine structure is prevented that the plastic film which touches the jacket layer of the blower bar as it passes through the respective slot.
  • a locking element sealing element prevents foreign fluid in the respective Treatment zone arrives or treatment fluid leaves it. This contributes to the improved energetic operation of the film stretching system because less treatment fluid has to be heated in a treatment zone if as little heated treatment fluid as possible leaves the treatment zone.
  • the porous fine structure is preferably a microporous or a nanoporous fine structure. It is also possible that the microporous fine structure and the nanoporous fine structure are connected to one another, ie that the jacket layer of the blower beam is either multi-layered, with one layer having a microporous structure and a second layer having a nanoporous fine structure, or alternating areas with microporous Formation of the fine structure and other areas with the formation of a nanoporous fine structure can be provided.
  • the formation of the fine structure as a microporous and/or nanoporous fine structure has the advantage that, in contrast to known arrangements in the form of individual nozzles, a uniform and continuous formation of the fluid cushion can be guaranteed, so that even with narrow gap widths it can be ensured that the fluid cushion is always prevents the film from making any contact with the skin layer of the air beam. Such contact would result in scratching of the film, rendering the film unusable for many applications.
  • the majority of the fine structure is designed in such a way and its openings directed towards the film side are arranged and arranged in the fine structure with respect to the exit such that the fluid flows perpendicularly onto the film side and forms the fluid cushion.
  • the expression “mostly designed in such a way” should be understood to mean that the vast majority of the openings are directed perpendicularly onto the film side. Slightly inclined openings with regard to their exit from the fine structure are of course also present, but at least also have a flow component corresponding perpendicular to the film side.
  • the decisive factor is that the majority of the openings are directed perpendicularly onto the film side, so that a reliable and uniform fluid or air cushion is generated, which prevents contact with the film when passing through at the high speed inherent in the process on the surfaces bordering the inlet slots and outlet slots the blow bar is avoided.
  • Each blower bar is preferably pivotable about a pivot axis running parallel to the longitudinal axis of the blower bar, so that the distance between the jacket layer is thereby reduced and the pulling side of the film is adjustable. This is necessary and makes sense if, in the event of an accident and the associated massive foil strands, have to pass through the gap. If the film tears, this leads to a breakdown in the installation because the film is still clamped at both edges of the film at the clips. But because the tear no longer creates a corresponding tension between the clamping points, the film can shrink in the transverse direction. This results in a strand, which can be up to 100mm in diameter, being pulled through the treatment zones by the clip chain.
  • the blocking elements are designed in such a way that in the open state the blocking elements have the necessary space or the necessary gap height for such a line as specified above to be able to pass through the blocking device without it being damaged or destroyed.
  • a spring-loaded pivoting drive is preferably provided, in which the strand of film drawn through the contact with the clips can press the flap open against the spring force if the pivoting drive should open too slowly.
  • the blower bar has at least two overlapping parts, each part being attached to one side of an adjustable chain system in such a way that the overlapping of the parts is still ensured even when the width of the blower bar is adjusted up to the maximum plastic film width.
  • the plastic film is always supported by a fluid cushion of a blower bar. The supporting fluid cushion prevents the film from touching the air bar.
  • the blower bar preferably has such a large number of openings for outflow of the fluid that the fluid cushion is designed to be continuous over the width of the plastic film.
  • a blower bar is arranged above and below the plastic film in the area of the inlet slot and/or the outlet slot. It goes without saying that the fluid cushion is preferably created on both sides of the plastic film in order to ensure that the film does not touch either the upper or the lower blocking element.
  • a supply of particle-free and heated rinsing fluid is provided in front of each blower bar, slightly below the layer with the preferably microporous fine structure, which is directed perpendicularly onto the plastic film.
  • This rinsing fluid is supplied in the form of rinsing air via a preferably continuous nozzle gap and has the task, on the one hand, of heating the blower bar to a temperature at which the oligomers contained in the treatment fluid do not condense, and, on the other hand, of blowing off dirt particles that are transported and retained on the blower bar .
  • Dirt particles are to be understood as meaning all larger particles entrained or entrained with the plastic film, meaning not only oligomers contained and entrained in the treatment fluid, but also oligomers introduced with the plastic film. Since the fluid cushion, which is created by the compressed air and the microporous fine structure layer, is very strong and stable, but also very thin, particles that are already present on the film and are larger than the height of the fluid cushion cannot pass through the blower bar unhindered , which would lead to scratches on the film from these particles.
  • the scavenging air nozzle which is located directly in front of the blower bar and only a few millimeters below the layer of microporous fine structure, is intended to keep these particles away from the blower bar or blow them off if they should accumulate there. This is one function of the purge air. Since the blower beam has to be operated with high air pressure due to the high resistance in the microporous layer, the surface is cooled by the relaxing air. However, cool spots on the blower bar with which the charged air comes into contact can cause the condensation or resublimation of the oligomer substances contained in the treatment fluid that have evaporated from the film, which can lead to a loss of quality in the film.
  • the scavenging air is introduced at a temperature that is above the critical temperature, ie above the condensation or resublimation temperature.
  • the flushing fluid thus also heats the gap cover in terms of a second function.
  • the cavity provided in the blower bar is preferably connected to a compressed air supply line for supply air.
  • the supply air reaches the cavity of the blower bar via the compressed air supply line, from which the air exits with the corresponding overpressure from the porous fine structure of the blower bar and forms the fluid cushion.
  • the blocking element is preferably designed in such a way that the inlet slot and/or the outlet slot leaves up to ⁇ 20 mm, in particular ⁇ 10 mm and in particular ⁇ 5 mm free.
  • FIG. 1 shows a front view of the area of a treatment zone with an inlet slot of larger dimensions according to the prior art
  • FIG. 2 shows a very narrow inlet slot of greater width according to the invention, viewed from the inside of the treatment zone, for the introduction of a web of material into the treatment zone;
  • FIG. 3 shows a view of the inlet slot according to the invention according to FIG. 2 with a large width and with the locking elements pivoted away;
  • FIG. 4 shows a view of an inlet slot with a smaller width and a smaller gap height according to the invention
  • FIG. 5a shows a side view of an inlet slot according to the invention with a small gap height, including a detailed view showing the fluid cushion and flushing fluid;
  • FIG. 5b shows a three-dimensional partial view of the upper and lower flap including a detailed view of a gap height adjustment
  • FIG. 6a shows a side view of the representation according to FIG. 5a, but with additionally drawn in pivoted-away blocking elements, ie without the blocking elements being effective;
  • FIG. 6b shows a side view of the lower flap in a position pivoted out of the vertical;
  • FIG. 7 shows a partial view of the flap of the flap pivoted towards the inlet slot
  • Blocking element showing how the flushing fluid is routed in the nozzle gap
  • Figure 8 shows the upper flap in a fully open position and the lower flap in an intermediate pivoted position.
  • FIG. 1 shows the inlet slit 3 in a treatment zone 1, in which the material web 2 or plastic film (see FIG. 5a) entering via the inlet slit 3 reaches the treatment zone located behind it.
  • This film stretching system according to the prior art also consists of a large number of treatment zones arranged one behind the other. As a rule, different treatment tasks are carried out in the respective treatment zones. This is linked to the fact that the temperatures of the treatment fluid differ from treatment zone to treatment zone and/or the required residence time of the product at a certain temperature.
  • the inlet slit 3 can thus form the transition from a treatment zone arranged in front of it with optionally different temperatures of the treatment fluid to which the material web 2 or plastic film is exposed.
  • a treatment zone generally includes the inlet slot 3 and an outlet slot (not shown here) at the outlet of the treatment zone. This means that when treatment zones are arranged one behind the other, the inlet slot 3 shown in FIG.
  • the plastic film is preferably held in the form of clips in a clamping device 15 arranged at the edges in the longitudinal direction of the continuous plastic film. Despite the lateral tensile force exerted on the plastic film 2 by the clamping device 15, it is unavoidable in the case of these plastic films 2, some of which are very thin, in the usual thickness range of 8 to 350 ⁇ m, and very wide, usually with a maximum of about 12.1 m, that during production, mainly in their middle, they move significantly up or down from their theoretically conceived level.
  • FIG. 1 relates to the prior art, in which the slot height is in a range of approximately 100 to 200 mm.
  • Such a relatively high slit ensures that, even in the case of large web widths and possibly slightly fluttering webs of material, the slit delimitations arranged above and below the plastic film 2 cannot be touched by the film. Any touching is disadvantageous because the film then gets scratches, which must be ruled out in certain applications of the film in terms of high quality standards.
  • the height of a slit be it an inlet slit or an outlet slit, should not be dimensioned too small.
  • a decisive disadvantage of a relatively generously dimensioned slit is, however, that not only is outside air or treatment fluid from a preceding treatment zone entrained with the continuous material web 2 or plastic film via a high slit, but that corresponding fluid flows are also not prevented if there are pressure differences between adjacent treatment zones 1 be able. Fluid flows from the outside or from an upstream treatment zone or even a subsequent treatment zone can, for example, lead to the generation of an uneven temperature profile within the treatment zone, especially if they originate from an environment that has a temperature level that differs from the treatment zone under consideration the quality of the film is disadvantageous. If possible, the film should have uniform properties in all directions.
  • FIG. 2 shows a view of a region of the inlet slot 3 according to the invention viewed from the inside of the treatment zone, which is, however, designed to be considerably smaller than the relatively large inlet slot height customary in the prior art.
  • Significantly smaller is to be understood as meaning that there is not even a significant distance between the blocking elements 4 above and below the film passing through, which is preferably 20 to 40 times smaller than is usual in the prior art.
  • the person of ordinary skill would expect that with such small gap widths at high speed through the gap in the Material web or plastic film 2 (see FIG. 5a) entering treatment zone 1 touches the means delimiting the gap, which, as shown, can lead to scratches on the film surface.
  • the view according to FIG. 2 shows a wide inlet slot 3 with flaps 8, 9 pivoted into the inlet slot for a small gap height of 5 mm.
  • the plastic film or web 2 passes through the inlet slit 3 in the direction indicated by reference number 14, the direction of passage of the web 2 through the treatment zone 1.
  • the inlet slit 3 faces through a blocking element 4 the known slot shown in Figure 1 a significantly lower height.
  • a blocking element is arranged above and below the continuous plastic film 2, so that the edges of the blocking elements 4, which are associated with the inlet slot 3, define the gap height.
  • the respective blocking elements 4 can be displaced relative to one another in such a way that the gap width or gap height can be changed depending on the type of film and corresponding to the respective properties of the film.
  • the blower bar 4.1 has an interior or cavity 12, which is preferably fed with air pressure, so that the air located in the interior escapes from the blower bar 4.1 via the plurality of openings directed towards the inlet slot 3 or outlet slot. With a correspondingly very high number of openings, a continuous fluid cushion 6, not shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an inlet slit 3 that extends over a greater width, with the upper flap 8 and the lower flap 9 both being pivoted into the slit into a substantially vertical position in which the end faces of the flaps 8, 9, which respectively have a fine structure with numerous openings, facing each other and an inlet slit of approx.
  • the flaps 8, 9 forming the blocking element 4 are divided into three parts, namely a middle part (8.0, 9.0) and two each extending from the middle part of the Flaps (8.0, 9.0) side parts of the flaps (8.1, 8.2; 9.1, 9.2) extending up to the two clamping devices 15 arranged on both sides.
  • the side parts (8.1, 8.2; 9.1, 9.2) and the middle part (8.0, 9.0) overlap one another, so that a different width of a plastic film 2 running through the system can be set and produced, with the inlet slot 3 being adjustable to the width to be produced by changing the overlapping areas of the two side parts (8.1, 8.2; 9.1, 9.2) with the middle part (8.0, 9.0) accordingly.
  • the web of material or plastic film 2 is not shown, but only the direction of passage is indicated with reference numeral 14, with which the plastic film moves through the system during passage.
  • Compressed air channels are present inside both the upper flap 8 and the lower flap 9, so that in their vertical position facing the respective film side, a fluid cushion 6 (see Figure 5a ) is formed, which prevents the film from being touched by the blocking elements 4 at the boundaries of the gap, and thus possibly damaged, even at high passage speeds.
  • flushing fluid 10 (see FIG. 5a) is blown in the direction of the plastic film 2.
  • the rinsing fluid 10 heats the blower bar 4.1 so that oligomers contained in the treatment fluid do not condense and are not deposited on the film. It thus prevents larger particles carried along by the treatment fluid or on the film from being deposited, for example, on the blower bar 4.1 and ensures that such larger particles are transported away.
  • FIG. 3 shows a view of the inlet slot 3 according to the invention according to Figure 2, but with the blocking elements 4 pivoted away.
  • the blocking elements 4 are again formed by an upper flap 8 and a lower flap 9, with the flaps 8, 9 in the illustration in Figure 3 being rotated by 90 ° are each pivoted from the vertical position defining the narrow gap with a small gap height into a horizontal position.
  • the blower bars 4.1 located on the end faces of the flaps are not effective, ie no fluid cushion 6 (see FIG. 5a) is formed.
  • This position is only required for cleaning purposes or in the event of an accident, in which massive strands of film are formed which run through the system and should not damage the flaps 8, 9, ie the blocking elements.
  • Both the upper flap 8 and the lower flap 9 are each constructed in three parts and each have a middle part 8.0 or 9.0 and two side parts 8.1, 8.2 or 9.1, 9.2 that can be moved relative to the middle part.
  • the inlet slot 3 and the outlet slot have respective clamping devices 15 for the plastic film 2 on their sides.
  • FIG. 4 shows a view of an inlet slot 3 according to the invention with a smaller width than according to FIG. 2 and a small gap height according to the invention.
  • the basic structure corresponds to that according to FIG. 2, only the width of the plastic film 2 to be produced is smaller, so that the two clamping devices 15 arranged on the sides are at a smaller distance from one another.
  • the blocking element 4 formed by the upper and lower flaps 8 and 9 consists in turn of three parts, namely a central part 8.0 and 9.0 and one side part 8.1, 8.2 and 9.1, 9.2, respectively, the lateral parts 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 overlap with the middle part 8.0, 9.0 and thereby the width of the plastic film 2 to be produced can be varied by the clamping devices 15 together with the side parts 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 of the flaps 8, 9 can be moved towards or away from one another, as a result of which a different width of the plastic film 2 can be produced.
  • the throughput direction of the material web 2 (not shown in FIG. 4) is again indicated by 14 .
  • the reference number 1 indicates that the viewing direction is directed towards the inlet slot 3 from the inside of the treatment zone.
  • the blower bars 4.1 are shown in a position perpendicular to one another, in which the distance between the opposing cladding layers 5 (see FIG. 5a) is approximately 5 mm.
  • a stable fluid cushion 6 is created by appropriate selection of pressures, opening cross sections and viscosity of the fluid used, preferably air. It can thus be ensured that even with 1/20 of the distance between the two opposite slot edges or surfaces of the respective jacket layers according to the prior art, the film can be reliably prevented from striking the surfaces of the respective blower bar 4.1.
  • the width of the plastic film to be treated is smaller in the exemplary embodiment according to FIG.
  • FIG. 5a shows a side view of the inlet slot 3 according to the invention with the small gap height of this inlet slot 3 according to the invention.
  • An upper flap 8 and a lower flap 9 face each other.
  • the flaps 8.9, which represent the actual blocking element 4 are off their vertical position, in which they form the small gap of about 5 mm between their end faces for the passage of the plastic film 2 in the direction of passage 14, into a horizontal position when the inlet slot 3 is not blocked.
  • the plastic film 2 is indicated in the small gap between the flaps 8, 9, which are perpendicular to one another and point to the respective film side.
  • the region of the film passage is shown as an enlarged circle labeled A in the right-hand part of the figure.
  • the flaps are designed in three parts, as shown and described in FIGS. This means that they have the side parts 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 of the flaps 8, 9.
  • the flaps 8.9 arranged on the right in circle A in the illustration allow the width of the film to be treated to be adjusted by the side parts 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 overlap with the central part 8.0, 9.0.
  • a porous fine structure is arranged on the end faces of the respective blocking elements 4 or flaps 8, 9 as part of the blower bar 4.1, which has a large number of openings through which pressurized fluid, preferably compressed air, is directed onto the respective side of the film 2 .
  • the compressed air is supplied to the cavity 12 via compressed air supply lines 11 and from there it reaches the porous fine structure, from which it emerges to form the fluid cushion 6 .
  • the porous fine structure is preferably designed as a microporous or nanoporous structure.
  • the large number of openings in the fine structure is in each case directed essentially perpendicularly onto the respective surface of the plastic film 2 .
  • the fluid cushion 6 is formed over the respective jacket layers 5 of the blower bars 4.1, which are arranged on the end faces of the flaps 8, 9.
  • both in front of the central part 8.0; 9.0 of the flaps 8, 9 and in front of the side parts 8.1, 8.2; 9.1; 9.2 of the flaps 8.9 slit plates 17 are provided, through which nozzle gaps 18 are formed in the respective flap sections, via which flushing fluid 10 is supplied to the plastic film 2 in front of the respective fluid cushion 6.
  • the task of the rinsing fluid 10 is to prevent oligomers present or transported in the treatment fluid from condensing or re-sublimating by heating up the blower bars 4.1 accordingly.
  • the rinsing fluid 10 has the task of keeping larger particles that may have been transported by the treatment fluid or on the film away from the outer layer 5 and thus avoiding contact of the particles with the film. Particles larger than 0.1 mm deposited on the cladding layer 5 could already be larger in diameter than the fluid cushion 6 .
  • the end faces of the slotted plates 17 are set back in relation to the jacket layer 5 of the blower bars 4.1.
  • the film may also be mounted in a floating manner. A high quality of the film produced can thus be guaranteed. This high quality can be further improved in that the surface of the film to be treated is cleaned by the flushing fluid 10 additionally supplied in the direction of the plastic film 2 by the respective blower bars 4.1.
  • the rinsing fluid 10 is fed to the surface of the web 2 via a rinsing fluid channel 13 designed as a nozzle gap 18 via the interior of the flaps 8 , 9 .
  • Figure 5b shows a three-dimensional partial view of the flaps 8 and 9 including an enlarged detail view of a gap height adjustment 19.1.
  • the lower side part 9.1 of the flap 9 is in a state in which it is extended to the left relative to its middle part 9.0 with respect to the width adjustment 20 indicated by the double arrow, so that a holder 21 for the clamping device (not shown) is extended in the lateral direction and thus the Width of the film to be treated is variably adjustable.
  • the side part 8.1 of the upper flap 8 is shown in the retracted position. It is thus made clear how the change in the current film width is realized by the blocking element 4 according to the invention, with a constant minimum spacing of the blocking element.
  • both flaps 8, 9 are arranged perpendicularly to one another and with their blower bars 4.1 with respect to their surfaces of the jacket layer 5 also pointing perpendicularly to the respective side of the film passing through. It is also understood that the flaps 8, 9 are equidistant with the corresponding side parts 8.1, 9.1 or 8.2 and 9.2 sideways in the width adjustment 20 indicated by the double arrow relative to the respective middle part 8.0 and 9.0 are extended. In order to pivot the respective flap 8, 9, there is a pivot axis
  • the pivoting angle 7.2 (double arrow).
  • the pivotability is provided for the flaps 8, 9 in the range from 0 to 90°. At 0°, both flaps are perpendicular to each other and leave the smallest possible gap, namely approx. 5 mm.
  • an inlet slot of 150 to 200 mm is ensured. This is necessary when, as a result of an accident, thick strands of film are formed which, if the flaps 8, 9 in the inlet slot are not opened, could possibly lead to damage to the blower bars 4.1.
  • gap height adjustment 19.1 An enlarged detailed view of the gap height adjustment 19.1 is shown in a circle labeled B.
  • the actual gap height can be adjusted by means of a screw bolt interacting with a shoulder-like projection, i. H. be reduced or enlarged.
  • This gap height adjustment 19.1 by means of a bolt allows the lower flap 9 to be displaced in the direction of the upper flap 8. This is indicated by the double arrow 19.2.
  • the side part is indicated
  • FIG. 6a shows a side view of the representation according to FIG. 5a, but with additionally drawn locking elements 4 swiveled away, ie without the effect of the locking elements 4.
  • the upper flap 8 is shown, which consists of the fixed middle part 8.0 and the two side parts 8.1 and 8.2, as well as the lower flap 9, which also consists of the fixed center part 9.0 and the two side parts 9.1 and 9.2 that can be moved to the side in relation to the center part.
  • Both flaps 8, 9 are shown in their respective basic positions.
  • the working position in which the two flaps are arranged perpendicular to one another and to the plastic film 2 passing through, is shown with solid lines. In this position there is the smallest distance between the surfaces of the jacket layer 5 of the blower bars 4.1.
  • the inlet slot 3 or the gap is shown.
  • the state in which the flaps 8, 9, which represent the actual blocking elements 4, are pivoted through 90° from the working position into a position in which they are aligned parallel to the plastic film 2 passing through is drawn with dashed lines.
  • a compressed air supply line 11 is shown, via which an unspecified inner Cavity in the blower bar 4.1 is supplied with compressed air.
  • a fluid cushion is formed in the gap via the microporous or nanoporous fine structure of at least the area of the blower bar 4.1 facing the film due to the large number of openings formed, which ensures that the plastic film 2 does not touch any fixed edges and is therefore not scratched or otherwise damaged.
  • the flaps 8, 9 pivot from the working position into the release position about a pivot axis 7.1. It is favorable here that the pivot axis 7.1 is close to the center of gravity of the flaps 8 and 9, respectively. If this is ensured, the flaps 8, 9 open easily and quickly, so that damage by strands of film in the event of an accident in the system becomes less likely.
  • FIG. 6b shows a side view of the lower flap 9 in a position which is pivoted out of the vertical which corresponds to the working position.
  • the blower bars 4.1 of the blocking elements 4 are located in the figure in the upper area of the lower flap 9. Pivoting takes place about the pivot axis 7.1 via the double arrow 7.2 which characterizes the pivoting angle.
  • the gap height adjustment 19.1 for changing the gap height is also clearly visible. The adjustment takes place in the vertical orientation, the working position along the direction drawn by the double arrow 19.2. The gap height is adjusted when the respective flap 8 or 9 is in the vertical position.
  • FIG. 7 shows a detail of the flap 9 located under the plastic film 2 and the flap 8 arranged above it, which together form the blocking element 4 in the working position.
  • the upper flap 8 is in the vertical position, ie the blocking position, arranged above the plastic film 2, while the lower flap 9 is not yet arranged in the position perpendicular to the underside of the film, but rather has a position deviating from the vertical position by about 10° .
  • the slit plate 17 is partially cut open so that it can be seen how flushing fluid 10 is guided from the fixed flushing fluid channel 13 in the nozzle gap (not shown separately) past the actual blower bar 4.1 directly to the plastic film 2, where it fulfills the tasks described above.
  • Both the upper flap 8 and the lower flap 9 are provided with the rinsing fluid channel 13, so that the rinsing fluid 10 is directed to both sides of the plastic film 2 from both the upper flap 8 and the lower flap 9 when both flaps 8 , 9 are in their working position, ie are aligned essentially perpendicularly to the upper side or to the underside of the plastic film 2 .
  • On the exit side for the flushing fluid 10 from the flushing fluid channel 13 are corresponding passage devices provided, which ensure that flushing fluid 10 is directed to the film only when the flaps 8, 9 are in their vertical position, ie the working position.
  • FIG. 8 shows an enlarged view from the side that the upper flap 8 is pivoted out of its locking position into a horizontal position out of the inlet slot 3, while the lower flap 9 is about 60 to 70° out of its vertical position pivoted towards the horizontal position, ie the fully open position.
  • the slit plate 17 is cut open again, so that the nozzle slit 18 is visible inside, via which the flushing fluid 10 is conducted in the working position of the flaps 8, 9 in the direction of the respective side of the plastic film 2.
  • the flushing fluid channel 13 as a fixed part is also the stop for the flap 8 or 9 in their respective vertical working position.
  • the openings in the flushing fluid channel 13, through which the flushing fluid 10 is made available coincide with the openings in the flap 8, 9, the communicate with the die gap 18.
  • the flushing fluid 10 is routed to the flaps 8, 9 without the need for a fixed pipeline or a hose which would have to be connected to the respective flap.
  • Such fixed pipes or hoses would unnecessarily complicate the rotary movements of the flaps 8.9.
  • a small, flexible compressed air hose that is only present makes the pivoting movement of the respective flap 8, 9 only slightly more difficult, if at all.
  • the pivoting drive for the flaps 8, 9 is preferably pneumatic, since air is preferably used both for the fluid cushion 6 and for the flushing fluid 10.

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Abstract

Es wird eine Folienreckanlage insbesondere mit Behandlungszonen (1) unterschiedlicher Temperaturen zum Querrecken für Kunststofffolien bereitgestellt. Die Folienreckanlage weist einen Einlaufschlitz (3) und einen Auslaufschlitz auf, über welche die Kunststofffolien in eine jeweilige Behandlungszone (1) eingeführt werden. Der Einlauf- (3) und/oder der Auslaufschlitz ist/sind mit einem Dichtelement versehen, um Zutritt von Außenluft in eine Behandlungszone oder von Behandlungsfluid in eine oder aus einer Behandlungszone zu verringern. Das Dichtelement ist ein Sperrelement (4) und als mechanische Spaltabdeckung ausgebildet und weist die Form eines Blasbalkens mit integrierter Fluidzufuhr auf. Die jeweiligen Blasbalken weisen eine Mantelschicht mit zumindest einer bereichsweise ausgebildeten porösen, eine Vielzahl von Öffnungen zum Fluidaustritt aufweisende Feinstruktur auf. Die Blasbalken weisen einen Innendruckraum auf, welcher mit den Öffnungen zum Fluidaustritt in Fluidverbindung steht. Die Blasbalken bilden eine Barriere aus, so dass Außenluft nicht in die Behandlungszone (1) über den Einlaufschlitz (3) eindringen bzw. über den Auslaufschlitz diese wieder verlassen kann und ebenso Behandlungsfluid nicht aus den Behandlungszonen in benachbarte Behandlungszonen überströmen kann. Das durch die Öffnungen austretende Fluid bildet im minimalen Spalt ein gerichtetes Fluidpolster, durch welches die Kunststofffolie ohne Berührung der Mantelschicht durch den Einlaufschlitz (3) geführt ist.

Description

FOLIENRECKANLAGE MIT BEHANDLUNGSZONEN ZUM QUERRECKEN DURCH DIE ANLAGE LAUFENDER KUNSTSTOFFFOLIEN
Die Erfindung betrifft eine Folienreckanlage mit Behandlungszonen, insbesondere Behandlungszonen zum Querrecken, für Kunststofffolien.
Folienreckanlagen zum Querrecken von Kunststofffolien sind bekannt. Die Behandlungszonen weisen einen Einlaufschlitz, durch welchen die in der jeweiligen Behandlungszone zu behandelnde Kunststofffolie in die Behandlungszone eintritt und einen Auslaufschlitz auf, über welchen die Kunststofffolie die jeweilige Behandlungszone wieder verlässt. Die Kunststofffolie durchläuft die Folienreckanlage mit einer relativ hohen Geschwindigkeit von beispielsweise bis zu 650 m/min 1. Der Einlaufschlitz und der Auslaufschlitz sind daher in der Regel so hoch ausgebildet, dass für alle Betriebszustände, und zwar auch im Falle einer Havarie durch beispielsweise eine zum Teil eingerissene und damit in bestimmten Bereichen Verdickungen aufweisende Folie, ein zuverlässiger Durchtritt durch die Behandlungszone gewährleistet ist. Insbesondere für die Behandlungszonen, in welchen die Kunststofffolie aufgeheizt werden muss, wie beispielsweise für das Querrecken, muss in den Behandlungszonen eine relativ hohe Temperaturkonstanz auftreten, so dass ein unerwünschtes Eintreten von Behandlungsfluid von außen oder von einer davorliegenden Behandlungszone eines anderen Temperaturniveaus und entsprechender Austritt von auf die jeweilige Behandlungstemperatur erwärmtem Behandlungsfluid aus der Behandlungszone nicht auftritt, damit die für eine hohe Qualität der Kunststofffolie nötige Temperaturkonstanz gegeben ist und Energieverluste minimiert werden können.
Neben der Temperaturkonstanz in den jeweiligen Behandlungszonen und der Energieeffizienz gibt es ein weiteres Problem beim Übertritt von Behandlungsfluid in nachfolgende Behandlungszonen. Folienreckanlagen besitzen unterschiedliche Bereiche. Im vorderen Bereich wird die Folie erst erhitzt, damit diese dann, ohne zu reißen, quer verstreckt werden kann. Danach wird die Folie weiterbehandelt, um die gewünschten Eigenschaften der Folie zu erzeugen. Während des Verstreckens und des anschließenden Behandelns der Folie treten gasförmige Verunreinigungen von der Folie in das Behandlungsfluid über. Diese Verunreinigungen haben die Eigenschaft, bei Eintritt in kühlere Bereiche der Folienreckanlage zu kondensieren, wie z. B. als Flüssigkeit bei der BOPP- Produktion, oder direkt zu resublimieren, wie z. B. als weiße Flocken bei der BOPET- Produktion. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Produktion hinsichtlich der zu erzielenden Qualität. Je weniger Behandlungsfluid also von den heißen Behandlungszonen in die kühleren Behandlungszonen oder nach außen gelangt, umso besser ist die Qualität des Produktes, umso weniger Wartungsaufwand ist nötig, wie beispielsweise für Reinigungsarbeiten, und umso größer ist die Produktivität einer solchen Folienreckanlage. Durch den Fortschritt in der Entwicklung der Kunststoffe und der Maschinentechnik während der letzten 10 bis 15 Jahre haben sich die Breite der Anlagen und die Geschwindigkeit der Anlagen verdoppelt. Damit hat sich das vorstehend genannte Problem mehr als vervierfacht, da die mit der Folie mitgerissene Luft mit der Geschwindigkeit überlinear ansteigt. Mit Luftdüsen und Luftschleusen kann der Austausch von Behandlungsfluid zwischen einander nachfolgenden Behandlungszonen bei diesen hohen Produktionsgeschwindigkeiten nicht mehr effizient beeinflusst werden.
Aus den genannten Gründen ist versucht worden, den Einlaufschlitz und den Auslaufschlitz möglichst klein zu halten, so dass ein unbeabsichtigtes Eintreten bzw. Austreten von Behandlungsfluid in die jeweilige Behandlungszone bzw. aus dieser minimiert wird. Bei einem geringeren Spalt nimmt allerdings die Gefahr zu, dass die Folie die die Spalthöhe begrenzenden Mittel berührt, so dass sich beim Durchlauf auf der Folie Kratzer ausbilden können, die unter allen Umständen für eine hohe Qualität der herzustellenden Folie vermieden werden müssen.
In DE 102012 025527 A1 ist eine Trocknungsvorrichtung beschrieben, bei welcher ein flexibles Flachmaterial in einer Behandlungsstation getrocknet werden soll, indem das Flachmaterial über Einlaufschlitze und Auslaufschlitze hindurchtransportierbar ist. Zum Trocknen ist es erforderlich, dass das Flachmaterial jedenfalls mit deutlich geringerer Geschwindigkeit durch eine derartige Einrichtung geführt ist, als das bei einem Querrecken von Kunststofffolien in Folienreckanlagen der Fall ist. Es wird dabei versucht, über eine gasdurchlässige mikroporöse Materialschicht ein Behandlungsmedium zum Erwärmen oder Kühlen des Flachmaterials so durch die Einrichtung hindurchzuschicken, dass während des gesamten Durchlaufs durch die in Form eines dünnen Spaltes ausgebildete Behandlungszone, indem beidseitig über die gesamte Länge der Trocknungseinrichtung zugeführtes Behandlungsmedium in Form eines Gasdruckpolsters geführt ist, das Flachmaterial vor allen Dingen aber intensiv mit dem Behandlungsgas in Berührung kommt. Eine derartige Trocknungseinrichtung wäre für eine Behandlungszone zum Querrecken gänzlich ungeeignet, da viel zu wenig Behandlungsfluid auf die für das Querrecken erforderliche Behandlungstemperatur gebracht werden kann, wenn man, wie es für das Querrecken von Kunststofffolien mittels einer Folienreckanlage für Kunststofffolien der Fall ist, im Ergebnis der Behandlung ein Höchstmaß an isotropen Eigenschaften der Folie erzielen will. Im Grunde genommen existiert bei dieser bekannten Anlage nicht das Problem der Verringerung eines Einlaufspaltes bzw. eines Auslaufspaltes hinsichtlich deren Höhe, da die gesamte Behandlungszone nur ein solcher Spalt ist. Damit der Trocknungsvorgang zuverlässig durchgeführt wird, wird über die mikroporöse Materialschicht in der gesamten Trocknungszone quer zur Transportrichtung des zu trocknenden Flachmaterials, d. h. seitwärts, eine Luftströmung erzeugt, und diese Luft auch wieder abgesaugt, damit nennenswerte Luftmengen mit der Oberfläche des zu trocknenden Flachmaterials in Kontakt gelangen.
In EP 1 479 822 A2 ist eine Dichtungseinrichtung zur seitlichen Abdichtung einer Befeuchtungszone beschrieben. Diese Dichtungseinrichtung ist für eine Papiermaschine zur seitlichen Abdichtung einer Befeuchtungszone für eine durch die Befeuchtungszone geführte bewegte Bahn in Form einer Papierbahn oder einer Kartonbahn beschrieben. Diese Papierbahn bzw. Kartonbahn wird in der Befeuchtungszone mittels eines flüssigen Mittels beaufschlagt, was einseitig, d. h. beispielsweise von der Unterseite her, was aber auch beidseitig wie beispielsweise von der Unterseite und der Oberseite her vorgesehen sein kann. Bei einer Behandlung mit einem flüssigen Mittel muss sichergestellt sein, dass an dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich nach Möglichkeit keine Flüssigkeit austritt. Daher sind Dichtungseinrichtungen in Bahnlaufrichtung vor und hinter der Befeuchtungszone angeordnet. Das Dichtungselement ist in Form eines Balkens ausgebildet, aus welchem in Richtung der durch die Papiermaschine bewegten Papierbahn Luft aus einer Luftdüse austritt. Damit soll eine Abdichtung gegen Flüssigkeitsaustritt aus der Zone gewährleistet werden, in welcher die Papierbahn mit Flüssigkeit beaufschlagt wird. Dies wird über entsprechende Druckverhältnisse realisiert, was jedenfalls keinen Eintritt von Umgebungsluft in die Behandlungszone verhindert, vielmehr lediglich einen Austritt von Behandlungsfluid aus der Behandlungszone nach draußen verhindert. Die Luftdüse ist mittels eines durchgängigen oder mehrerer Luftschlitze ausgebildet. Ebenfalls beschrieben ist eine Ausbildung des Luftaustritts nicht in Form von Schlitzen, sondern in Form von einem porösen Material, das ein Luftpolster zwischen der Dichteinrichtung und der durchlaufenden Papierbahn erzeugt, um so Sprühnebel aus der Feuchtbehandlungszone nach draußen nicht auftreten zu lassen.
In DE 92 13802 U ist eine Abschottungsvorrichtung für eine Reckmaschine, insbesondere eine zum Querrecken geeignete Reckmaschine für Kunststofffolien beschrieben. Das zuvor beschriebene Problem, den Spalt des Durchtritts einer zu behandelnden Kunststofffolie in eine Behandlungszone zu verringern, soll dadurch gelöst werden, dass auf der Oberseite der durchtretenden Folie eine Schwebedüse angeordnet ist, aus welcher über eine Spaltdüse ein Luftstrom gegen die Laufrichtung der Folie austritt, und auf der Unterseite der Folie eine Spaltbegrenzung mittels einer spitz zulaufenden Klappe den unteren Spalt verringern soll. Es handelt sich also um eine Kombination aus zwei Einrichtungen mittels einer mechanischen Klappe und dazu eine zusätzliche, separat dazu vorgesehene Düse in Form einer Schlitzdüse zur Erzeugung eines Luftstromes gegen die Durchtrittsrichtung der zu behandelnden Folie. Dies macht die Dichteinrichtung kompliziert und gegebenenfalls auch anfällig mit dem Nachteil, dass die als Klappe mit einer spitzen Auslaufkante vorgesehene mechanische Dichteinrichtung, bei gegebenenfalls vorhandener Berührung in Folge beispielsweise eines möglichen Durchhängens der Folie, Kratzer auf der Folie verursacht und damit die Qualität leidet.
Des Weiteren ist aus DE 31 40 935 A1 eine Abdichtung für Ein- und Austrittsschlitze bei Behandlungsvorrichtung für laufende Warenbahnen, und zwar insbesondere für Spannrahmentrockner beschrieben. Dabei sind mechanische Dichtkörper für den Einlauf und den Auslaufschlitz vorgesehen. Um wechselnden Warenbreiten gerecht werden zu können, sind die Dichtelemente für die Ein- und Austrittsschlitze in einzelnen Segmenten über die jeweilige Breite der Warenbahn angeordnet. Jedes einzelne Element ist ein Hohlkörper, aus welchem ein Fluid austritt, das entgegen der Laufrichtung der zu trocknenden Warenbahn gerichtet ist. Jedes der einzelnen Elemente weist eine Düse auf, aus welcher diese Sperrluft austritt. Damit ist an den Stellen der Düse zwar ein gewisses Luftpolster vorhanden, eine Durchgängigkeit eines derartigen Luftpolsters kann damit nicht erreicht werden. Außerdem ist der Gegenstand gemäß dieser vorstehend genannten Druckschrift darauf gerichtet, dass die Dichtelemente auch direkt die zu trocknende Warenbahn in der Art zweier übereinanderliegender Walzen zwischen sich führen. Dann ist zwar der Spalt komplett abgedichtet auf mechanische Art und Weise, für eine Kunststofffolie, die einem Querreckvorgang unterzogen werden soll und keinerlei Berührung von mechanischen Teilen aufweisen darf, ist ein derartiges System gänzlich ungeeignet.
Die bekannten Folienreckanlagen weisen Behandlungszonen auf, und zwar insbesondere Behandlungszonen zum Querrecken von Kunststofffolien. Die Behandlungszonen weisen einen Einlaufschlitz und einen Auslaufschlitz auf, durch welche die Kunststofffolien durch die jeweilige Behandlungszone hindurchgeführt werden. Um beim Durchtritt durch den Einlaufschlitz und den Auslaufschlitz ein berührungsfreies Hindurchführen zu gewährleisten, weisen diese Schlitze eine Höhe auf, die in nachteiliger Weise entweder Frischluft von außen oder Behandlungsfluid einer vorgelagerten Behandlungszone in die entsprechende Behandlungszone einlässt und beim Austritt der Kunststofffolie aus der Behandlungszone auch wieder auf die entsprechende Behandlungstemperatur angehobenes Behandlungsfluid mit nach draußen transportiert. Durch die dabei auftretenden Verluste an Behandlungsfluid bzw. Durchmischungen mit einem Behandlungsfluid, welches nicht der Temperatur für die jeweilige Behandlungszone entspricht, entstehen Temperaturgradienten, welche der Herstellung einer Kunststofffolie mit in allen Bereichen gleichmäßigen Materialeigenschaften zuwiderlaufen. Denn bei den bekannten Folienreckanlagen sind Spalthöhen von ca. 50 bis 150 mm vorgesehen.
Bei größeren Spalthöhen verschlechtert sich die Energieeffizienz, da größere Mengen an Behandlungsfluid von den heißen Zonen in die kühlen Zonen gelangen. Außerdem verursacht das mitgerissene Behandlungsfluid durch Kondensation oder Resublimation von aus dem Kunststoff ausgetretenen Inhaltsstoffen, den sogenannten Oligomeren, Verschmutzungen in den Behandlungszonen oder gar der Folie. Beides wirkt sich negativ auf die Qualität der Folie und die Produktivität der Anlage aus. Besonders kritisch sind dabei der Einlass in die Folienreckanlage sowie der Austritt der Folie aus der Folienreckanlage sowie auch innerhalb der Folienreckanlage insbesondere dann, wenn zwischen einzelnen Behandlungszonen größere Temperaturunterschiede vorliegen.
In US 10792 844 B2 sind eine Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung für einen aus mehreren Behandlungszonen bestehenden Ofen zum Behandeln eines Kunststofffilms, welcher durch den Ofen geführt ist, und ein Verfahren zum Recken einer Folie beschrieben. Bei dem Verfahren zum Herstellen einer gereckten Folie wird die Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung zum Behandlungsofen eingesetzt. Die Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung ist außerhalb eines Behandlungsofens angeordnet. Mit der beschriebenen, vor dem Einlaufschlitz in den Behandlungsofen angeordneten Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung soll verhindert werden, dass Umgebungsluft in den Behandlungsofen einströmt und Behandlungsfluid aus dem Behandlungsofen ausströmt. Die Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung weist ebenfalls einen Einlass und einen Auslass auf und hat in ihrem Innern quer in Richtung der Folienbreite sich erstreckende Schlitzdüsen oder Lochreihendüsen angeordnet, aus welchen beidseitig austretende Behandlungsluft die hindurchtretende Folie mit einem Luftvorhang gegen eindringende Außenluft abschirmen und in gewisser Weise abdichten soll. Zusätzlich ist auf jeder Seite eine Absaugvorrichtung vorgesehen, um einerseits die aus der Düse auf die Folie gerichtete, dort umgelenkte und zwischen die Düsen zurückströmende Luft sowie die in die Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung eintretende Außenluft und die aus dem Einlaufschlitz in den Behandlungsofen austretende Behandlungsluft anzusaugen und der Absaugeinrichtung zuzuführen. Durch die Absaugeinrichtungen wird eine definierte Luftströmung an beiden Oberflächen der zu behandelnden Folie erzeugt, wobei hohe Luftgeschwindigkeiten erforderlich sind, was einen hohen Energieverbrauch nach sich zieht. Die Spalthöhe in der Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung darf nicht zu klein sein und ist mit insbesondere 20 - 100 mm angegeben. Der Luftvorhang dient zwar der Stabilisierung des Durchlaufs der Folie und zur Vermeidung des Antreffens der Folie an der Vorrichtung, im unmittelbaren Einlassschlitz des Behandlungsofens ist jedoch kein Luftvorhang vorhanden. Insgesamt ist der Luftsteuerungsmechanismus recht kompliziert, umfasst eine große Anzahl von Düsen, gegebenenfalls Wärmetauscher und Gebläse, so dass ein hoher apparativer und energetischer Aufwand erforderlich ist. Ein Anordnen einer derartigen Vorrichtung zur Steuerung der Luftströmung zwischen den einzelnen Behandlungszonen eines Behandlungsofens ist aus Platzgründen wie auch aus energetischen Gründen nachteilig.
Gegenüber dem bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Abdichtsystem für Einlauf- und Auslaufschlitze von Behandlungszonen zu schaffen, durch welche Kunststofffolien mit hoher Geschwindigkeit laufen, bei denen die Schlitze so weit abgedichtet werden, dass nach Möglichkeit keine Außenluft oder Behandlungsfluid einer davor angeordneten Behandlungszone in die jeweilige Behandlungszone eindringen und auch aus dieser nicht wieder in die Umgebung oder in eine nachfolgende Behandlungszone gelangen kann. Die Spaltabdeckung soll einfach im Aufbau und mit wenig beweglichen mechanischen Teilen für ein zuverlässiges Funktionieren ausgebildet sein, und zwar derart, dass die durchtretende Folie trotz eines sehr engen Spaltes, durch den die Folie ja in die Behandlungszone eingeführt und aus dieser wieder herausgeführt werden muss, eine Berührung der Folie mit den den Spalt begrenzenden Dichtelementen aber ausgeschlossen werden kann. An den Dichtelementen soll sich kein Schmutz anlagern können. Sowohl eine Berührung der Folie mit den Dichtelementen als auch Schmutzablagerungen an den Dichtelementen würden zu Kratzern auf der Folie führen, was nicht nur Qualitätsmängel der Folie nach sich ziehen würde, sondern was auch gegebenenfalls sogar zu Produktionsausfällen führen kann. Außerdem muss sich die Spaltabdeckung schnell und ohne großen Kraftaufwand öffnen lassen, damit bei gegebenenfalls auftretendem Folienriss die entstehenden Folienstränge ungehindert den Spalt passieren können, ohne dass die Spaltabdeckung mechanisch beschädigt oder zerstört wird. Diese Aufgabe wird mit einer Folienreckanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Erfindungsgemäß weisen die kritischen Bereiche einer Folienreckanlage im Bereich des Einlaufschlitzes und/oder des Auslaufschlitzes der jeweiligen Behandlungszone jeweils ein Dichtelement auf, welches jeweils auf der Oberseite und auf der Unterseite der Folie angeordnet ist und mittels welchem ein Zutritt von Außenluft in eine Behandlungszone oder von Behandlungsfluid in eine oder aus einer Behandlungszone verringerbar ist. Je weniger Behandlungsfluidaustausch über den offenen Einlaufschlitz und den offenen Auslaufschlitz auftritt, umso gleichmäßiger wird die Behandlung der Kunststofffolie in der entsprechenden Behandlungszone sein können.
Erfindungsgemäß ist dazu das Dichtelement ein Sperrelement, welches als eine mechanische Spaltabdeckung mit einem Blasbalken mit integrierter Fluidzufuhr ausgebildet ist, welcher zumindest eine Mantelschicht mit zumindest einer bereichsweise ausgebildeten porösen, eine Vielzahl von Öffnungen zum Fluidaustritt aufweisende Feinstruktur aufweist. Diese poröse Feinstruktur steht mit einem Innendruckraum innerhalb des Blasbalkens in Fluidverbindung, wobei der Blasbalken sich längs des Einlaufschlitzes und/oder des Auslaufschlitzes, und zwar jeweils oberhalb und unterhalb der durchlaufenden Kunststofffolie erstreckt. Das Sperrelement ist nun mit einer solch geringen Spalthöhe ausgebildet, dass es eine Barriere gegen durch den Einlaufschlitz und/oder den Auslaufschlitz strömende Außenluft und/oder Behandlungsfluid einer Behandlungszone bildet.
Erfindungsgemäß durchzieht die poröse Feinstruktur die Mantelschicht derart, dass das vom Innendruckraum durch die Feinstruktur des Blasbalkens geführte und aus den Öffnungen in Richtung auf die zugewandte Folienseite austretende Fluid ein vorzugsweise durchgängiges, sich quer zur Folienseite erstreckendes Fluidpolster am Einlaufschlitz und /oder Auslaufschlitz ausbildet, durch welches die Kunststofffolie beim Durchtritt durch die Schlitze die Mantelschicht nicht berührt. Vorzugsweise sind die Öffnungen zur jeweiligen Folienseite gerichtet. Es versteht sich, dass unter Folienseite die Folienoberfläche zu verstehen ist.
Das Fluidpolster wird durch Druckluft mit vorzugsweise 2 bis 10 bar erzeugt. Durch den hohen Druckabbau in der eine Vielzahl von Öffnungen aufweisenden Feinstruktur, vorzugsweise mikroporösen Schicht, wirkt sich das Vorhandensein oder Nicht- Vorhandensein einer Folie nicht auf die Verteilung der Luft über die Breite des Blasbalkens aus. Das Fluidpolster ist auch nur unmittelbar über dem Blasbalken mit einer Höhe von vorzugsweise < 1 mm wirksam. Es verhindert also lediglich die Berührung zwischen Folie und Sperrelement. Innerhalb dieses Wirkungsbereiches ist die Berührung aber ausgeschlossen, da das Luftpolster das Gewicht selbst einer durchhängenden Folie zuverlässig trägt. Deshalb kann der Spalt im Betrieb auch sehr eng in der angegebenen Größenordnung gewählt werden. Die optimale Spalthöhe ist im Anwendungsbereich für unterschiedliche Folienbreiten und Produkte einstellbar. Die benötigte Luftmenge beträgt vorzugsweise 2 bis 10 m3/h und Meter Folienbreite. Übliche Sperrluftdüsen arbeiten bei einem Düsenspalt von beispielsweise 5 bis 10 mm und 10 bis 40 m/s Ausblasgeschwindigkeit mit 360 bis 1.440 m3/h und Meter Folienbreite. Dennoch wird bei den bekannten Schlitzhöhen ein Spalt von etwa 50 bis 150 mm benötigt, um eine Berührung der Folie mit den Luftdüsen zu verhindern. Das erfindungsgemäße Sperrelement in Form eines Blasbalkens hat demzufolge nichts mit den üblichen Sperreinrichtungen zu tun, welche Luftdüsen oder Klappen oder eine Kombination aus beiden verwenden.
Vorzugsweise ist das Sperrelement bzw. die Spaltabdeckung so ausgebildet, dass entweder der Einlaufschlitz oder der Auslaufschlitz oder beide bis zu < 20 mm, insbesondere < 10 mm und insbesondere < 5 mm hoch sind. Je höher bzw. je breiter der Spalt ausgebildet ist, umso größer ist die Menge an durch die Behandlungszonen verschleppten Behandlungsfluids. Bei einem Spalt von 50 bis 150 mm Höhe und einer 10,8 m breiten Anlage mit 600 m/min Folien geschwindigkeit würde das verschleppte Behandlungsfluid sich auf ca. 20.000 m3/h belaufen oder sogar mehr. Wenn erfindungsgemäß der Spalt aber nur 5 mm hoch ist, würde die Menge verschleppten Behandlungsfluids lediglich ca. 2.000 m3/h betragen. Das verdeutlicht, um wieviel effektiver die neue Spaltabdeckung die einzelnen Behandlungszonen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus voneinander trennen kann. Dies wird vor allen Dingen bei Anlagen mit hohen Foliengeschwindigkeiten deutlich, bei welchen an der Folienbahn auf deren Oberseite und Unterseite eine stabile dicke laminare Luftschicht anhaftet, welche nur mechanisch effektiv abgestreift werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Folienreckanlage mit einem Sperrelement zur zumindest weitestgehenden Abdichtung des jeweiligen Durchtrittsspaltes der zu behandelnden Kunststofffolie in eine Behandlungszone besteht darin, dass mittels eines vorzugsweise durchgängigen, d. h. kontinuierlich ausgeprägten, und gleichmäßig ausgebildeten Fluidpolsters, welches mittels eines Blasbalkens mit einer porösen Feinstruktur erzeugt wird, verhindert wird, dass die Kunststofffolie die bei ihrem Durchtritt durch den jeweiligen Schlitz die Mantelschicht des Blasbalkens berührt. Mit dem als Sperrelement ausgebildeten Dichtelement wird verhindert, dass Fremdfluid in die jeweilige Behandlungszone gelangt bzw. Behandlungsfluid diese verlässt. Das trägt zur verbesserten energetischen Betriebsweise der Folienreckanlage bei, weil weniger Behandlungsfluid in einer Behandlungszone aufzuheizen ist, wenn möglichst wenig erwärmtes Behandlungsfluid die Behandlungszone verlässt. Insoweit ist auch ein nennenswerter ökologischer Aspekt in Form geringeren Energieverbrauchs der erfindungsgemäßen Folienreckanlage ein gewichtiger Vorteil. Vorzugsweise ist die poröse Feinstruktur eine mikroporöse oder eine nanoporöse Feinstruktur. Es ist auch möglich, dass die mikroporöse Feinstruktur und die nanoporöse Feinstruktur miteinander verbunden sind, d. h. dass die Mantelschicht des Blasbalkens entweder mehrschichtig ausgebildet ist, wobei eine Schicht eine mikroporöse Struktur aufweist und eine zweite Schicht eine nanoporöse Feinstruktur aufweist, oder miteinander abwechselnde Bereiche mit mikroporöser Ausbildung der Feinstruktur und andere Bereiche mit Ausbildung einer nanoporösen Feinstruktur vorgesehen sein können. Die Ausbildung der Feinstruktur als mikroporöse und/oder nanoporöse Feinstruktur hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu bekannten Anordnungen in Form von Einzeldüsen eine gleichmäßige und durchgängige Ausbildung des Fluidpolsters gewährleistet werden kann, so dass selbst bei engen Spaltbreiten gewährleistet werden kann, dass das Fluidpolster stets verhindert, dass die Folie in irgendeinen Kontakt mit der Mantelschicht des Blasbalkens gerät. Ein derartiger Kontakt würde zum Zerkratzen der Folie führen, was die Folie für viele Anwendungen unbrauchbar machen würde.
Vorzugsweise ist die Feinstruktur mehrheitlich derartig ausgebildet und sind ihre auf die Folienseite gerichteten Öffnungen so angeordnet und in der Feinstruktur bezüglich des Austritts so angeordnet, dass das Fluid senkrecht auf die Folienseite strömt und das Fluidpolster ausbildet. Unter mehrheitlich so ausgebildet soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die übergroße Mehrzahl der Öffnungen senkrecht auf die Folienseite gerichtet ist. Leicht schräg gerichtete Öffnungen hinsichtlich ihres Austritts aus der Feinstruktur sind selbstverständlich durchaus auch vorhanden, weisen zumindest aber auch eine senkrecht zur Folienseite entsprechende Strömungskomponente auf.
Entscheidend ist, dass die Mehrzahl der Öffnungen senkrecht auf die Folienseite gerichtet ist, damit ein zuverlässiges und gleichmäßiges Fluid- bzw. Luftpolster erzeugt wird, das ein Berühren der Folie beim Durchtritt mit der dem Verfahren eigenen hohen Geschwindigkeit an den die Einlaufschlitze und Auslaufschlitze begrenzenden Oberflächen der Blasbalken vermieden wird.
Vorzugweise ist jeder Blasbalken um eine parallel zur Blasbalkenlängsachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar, so dass dadurch der Abstand zwischen der Mantelschicht und der zugwandten Folienseite einstellbar ist. Dies ist erforderlich und sinnvoll, wenn im Falle einer Havarie und damit in Verbindung vorhandene massive Folienstränge den Spalt passieren müssen. Wenn die Folie reißt, so führt dies zu einer Havarie der Anlage, weil die Folie zwar an beiden Folienrändern an den Kluppen noch eingespannt ist. Aber weil wegen des Risses nicht mehr eine entsprechende Spannung zwischen den Einspannstellen aufgebaut ist, kann die Folie in Querrichtung zusammenschrumpfen. Dies führt zu einem Strang, welcher einen Durchmesser von bis zu 100 mm aufweisen kann, der von der Kluppenkette durch die Behandlungszonen gezogen wird. Bei dem erfindungsgemäß geringen Spalt von 5 mm könnte ein derartig großer Strang zur Beschädigung der in Form von Blasbalken vorhandenen Sperrelemente führen. Die Sperrelemente sind nun erfindungsgemäß so ausgebildet, dass im offenen Zustand die Sperrelemente den nötigen Platz bzw. die nötige Spalthöhe aufweisen, dass ein wie oben angegebener derartiger Strang die Sperreinrichtung passieren kann, ohne dass diese beschädigt oder zerstört wird. Dazu ist vorzugsweise ein federbelasteter Schwenkantrieb vorgesehen, bei welchem der durch die Anlage mit den Kluppen gezogene Folienstrang die Klappe gegen die Federkraft aufdrücken kann, falls der Schwenkantrieb zu langsam öffnen sollte.
Weiter vorzugsweise weist der Blasbalken zumindest zwei sich überlappende Teile auf, wobei jedes Teil an einer Seite eines verstellbaren Kettensystems derart befestigt ist, dass selbst bei Verstellung der Breite des Blasbalkens bis zur maximalen Kunststofffolienbreite die Überlappung der Teile noch gewährleistet ist. Somit ist bei jeder möglichen Folienbreite die Kunststofffolie stets von einem Fluidpolster eines Blasbalkens gestützt. Das stützende Fluidpolster verhindert, dass die Folie den Blasbalken berührt.
Vorzugsweise weist der Blasbalken eine solche Vielzahl von Öffnungen zum Ausströmen des Fluids auf, dass das Fluidpolster über die Kunststofffolienbreite durchgehend ausgebildet ist. Darunter soll verstanden werden, dass anstelle einer mikroporösen und/oder nanoporösen Mantelschicht an der äußeren Seite des Blasbalkens es auch denkbar ist, dass die Mantelschicht so ausgebildet ist, dass eine solche Vielzahl von Öffnungen beispielsweise durch Laserbehandlung mit durchaus kleinen Öffnungen vorhanden ist, dass diese Mantelschicht auch als poröse Mantelschicht bezeichnet werden kann und die Öffnungen so ausgebildet sind, dass das Fluid im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche bzw. die Seite der Kunststofffolie gerichtet ist. Bei einer derartigen Herstellung einer porösen Feinstruktur durch Anordnen und Erzeugen einer Vielzahl von Öffnungen kann dafür gesorgt werden, dass die Strömungskanäle und eben auch die Öffnungen in der Oberfläche der Mantelschicht senkrecht auf die im Spalt durchgeführte Kunststofffolie gerichtet sind. Damit wird ein durchgängiges und gleichmäßig angeordnetes Fluidpolster ebenfalls erreicht.
Weiter vorzugsweise ist im Bereich des Einlassschlitzes und/oder des Auslassschlitzes jeweils oberhalb und unterhalb der Kunststofffolie ein Blasbalken angeordnet. Es versteht sich, dass das Fluidpolster zu beiden Seiten der Kunststofffolie vorzugsweise erzeugt wird, damit sichergestellt ist, dass die Folie weder das obere noch das untere Sperrelement berührt.
Weiter vorzugsweise ist vor jedem Blasbalken, geringfügig unterhalb der Schicht mit der vorzugsweise mikroporösen Feinstruktur, eine Zufuhr von partikelfreiem und erwärmtem Spülfluid vorgesehen, welches senkrecht auf die Kunststofffolie gerichtet geführt wird. Die Zufuhr dieses Spülfluids in Form von Spülluft erfolgt über einen vorzugsweise durchgehenden Düsenspalt und hat die Aufgabe, zum einen den Blasbalken auf eine Temperatur zu heizen, bei der im Behandlungsfluid enthaltene Oligomere nicht kondensieren, und zum anderen mittransportierte und am Blasbalken zurückgehaltene Schmutzpartikel von diesem abzublasen. Unter Schmutzpartikel sollen alle größeren mit der Kunststofffolie mitgerissenen bzw. mitgeführten Partikel verstanden werden, wobei nicht nur im Behandlungsfluid enthaltene und mitgeführte Oligomere, sondern auch mit der Kunststofffolie eingeführte Oligomere gemeint sind. Da das Fluidpolster, welches durch die Druckluft und die mikroporöse Feinstrukturschicht erzeugt wird, zwar sehr stark und stabil, aber eben auch sehr dünn ist, können auf der Folie schon vorhandene Partikel, die größer sind als die Höhe des Fluidpolsters, den Blasbalken nicht ungehindert passieren, was zu Kratzern auf der Folie durch diese Partikel führen würde. Die Spülluftdüse, welche sich unmittelbar vor dem Blasbalken und nur wenige Millimeter unterhalb der Schicht der mikroporösen Feinstruktur befindet, soll diese Partikel vom Blasbalken fernhalten bzw. abblasen, falls sich diese dort anlagern sollten. Dies ist die eine Funktion der Spülluft. Da der Blasbalken wegen des hohen Widerstandes in der mikroporösen Schicht mit hohem Luftdruck betrieben werden muss, wird die Oberfläche durch die sich entspannende Luft gekühlt. Kühle Stellen am Blasbalken, mit denen die beladene Luft in Berührung kommt, können aber die Kondensation oder Resublimation der aus der Folie verdampften, im Behandlungsfluid enthaltenen, Oligomer-Stoffe bewirken, was zu Qualitätsverlusten der Folie führen kann. Da dies unerwünscht ist, wird die Spülluft mit einer Temperatur eingeleitet, die sich oberhalb der kritischen Temperatur befindet, d.h. oberhalb der Kondensations- bzw. Resublimationstemperatur. Das Spülfluid heizt also auch die Spaltabdeckung im Sinne einer zweiten Funktion. Vorzugsweise ist der im Blasbalken vorgesehene Hohlraum mit einer Druckluftzufuhrleitung für Versorgungsluft verbunden. Über die Druckluftzufuhrleitung gelangt die Versorgungsluft in den Hohlraum des Blasbalkens, aus welchem die Luft mit entsprechendem Überdruck aus der porösen Feinstruktur des Blasbalkens austritt und das Fluidpolster bildet.
Vorzugsweise ist das Sperrelement so ausgebildet, dass der Einlaufschlitz und/oder der Auslaufschlitz bis zu < 20 mm, insbesondere < 10 mm und insbesondere < 5 mm freilässt.
Weitere Vorteile, Ausgestaltungen und Details der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Vorderansicht des Bereiches einer Behandlungszone mit Einlaufschlitz größerer Abmessung gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2 ein erfindungsgemäß sehr enger Einlaufschlitz größerer Breite mit Blickrichtung vom Inneren der Behandlungszone her zum Einführen einer Warenbahn in die Behandlungszone;
Figur 3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Einlaufschlitzes gemäß Figur 2 mit großer Breite und weggeschwenkten Sperrelementen;
Figur 4 eine Ansicht eines Einlaufschlitzes geringerer Breite und erfindungsgemäß geringer Spalthöhe;
Figur 5a eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einlaufschlitzes geringer Spalthöhe einschließlich einer Detailansicht zur Darstellung von Fluidpolster und Spülfluid;
Figur 5b eine dreidimensionale Teilansicht der oberen und unteren Klappe einschließlich einer Detailansicht einer Spalthöhenverstellung;
Figur 6a eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Figur 5a, jedoch mit zusätzlich eingezeichneten weggeschwenkten Sperrelementen, d. h. ohne Wirkung der Sperrelemente; Figur 6b eine Seitenansicht der unteren Klappe in aus der Senkrechten herausgeschwenkter Position;
Figur 7 eine Teilansicht der den Einlaufschlitz zugeschwenkten Klappe des
Sperrelementes mit Darstellung der Spülfluidführung im Düsenspalt; und
Figur 8 eine Darstellung der oberen Klappe in einer voll geöffneten Position und der unteren Klappe in einer Zwischenschwenkposition.
Die in Figur 1 dargestellte Ansicht zeigt den Einlaufschlitz 3 in eine Behandlungszone 1, in welcher die über den Einlaufschlitz 3 einlaufende Warenbahn 2 bzw. Kunststofffolie (siehe Figur 5a) in die dahinterliegende Behandlungszone gelangt. Auch diese Folienreckanlage gemäß dem Stand der Technik besteht aus einer Vielzahl hintereinander angeordneter Behandlungszonen. In der Regel werden in den jeweiligen Behandlungszonen unterschiedliche Behandlungsaufgaben durchgeführt. Das ist mit von Behandlungszone zu Behandlungszone unterschiedlichen Temperaturen des Behandlungsfluids und/oder der geforderten Aufenthaltszeit des Produkts bei einer bestimmten Temperatur verbunden. Der Einlaufschlitz 3 kann also den Übergang bilden von einer davor angeordneten Behandlungszone mit gegebenenfalls anderen Temperaturen des Behandlungsfluids, denen die Warenbahn 2 bzw. Kunststofffolie ausgesetzt ist. Zu einer Behandlungszone gehören in der Regel der Einlaufschlitz 3 und ein am Ausgang der Behandlungszone, hier nicht gezeigter, Auslaufschlitz. Das bedeutet, dass bei hintereinander angeordneten Behandlungszonen dem in Figur 1 dargestellten Einlaufschlitz 3, welcher in Durchlaufrichtung 14 der Kunststofffolie am Eintritt in diese Behandlungszone angeordnet ist, ein dem Eintritt vorgeordneter Auslaufschlitz vorhanden ist. Die Kunststofffolie ist in einer in Längsrichtung der durchlaufenden Kunststofffolie an den Rändern angeordneten Klemmeinrichtung 15 vorzugsweise in Form von Kluppen gehalten. Trotz der durch die Klemmeinrichtung 15 auf die Kunststofffolie 2 ausgeübten seitlichen Zugkraft ist es bei diesen zum Teil sehr dünnen, im üblichen Dickenbereich von 8 bis 350 pm liegenden und sehr breiten, bei üblicherweise etwa maximal 12,1 m liegenden Kunststofffolien 2 nicht zu verhindern, dass diese sich während der Produktion hauptsächlich in ihrer Mitte deutlich nach oben oder nach unten aus ihrer theoretisch gedachten Ebene herausbewegen. Dieser Effekt ist üblicherweise als „ballooning“ bezeichnet und ist dafür verantwortlich, dass übliche Sperrelemente 4 bzw. Spaltabdichtungen nicht so nahe an die Kunststofffolie 2 gebaut werden können, wie das auch bei den bekannten Anlagen nötig wäre. Je breiter und je dünner die Kunststofffolie 2 und je schneller die Anlage ist, umso stärker tritt dieses „ballooning“ auf und umso weiter müssen übliche Spaltabdeckungen von der Kunststofffolie 2 hinsichtlich der freien Spalthöhe weiter auseinander angeordnet werden, damit die Kunststofffolie die Spaltabdeckungen nicht berührt, denn dies würde zu Kratzern auf der Kunststofffolie 2 oder sogar zu einem Riss der Folie und damit einem Produktionsausfall führen. Je höher der Abstand der Sperrelemente 4 ist, umso mehr Behandlungsfluid wird von einer Behandlungszone in die darauffolgende Behandlungszone verschleppt.
Die in Figur 1 gezeigte Darstellung betrifft den Stand der Technik, in welchem die Schlitzhöhe in einem Bereich von ca. 100 bis 200 mm liegt. Ein derartiger relativ hoher Schlitz gewährleistet, dass, selbst bei großen Warenbahnbreiten und möglicherweise geringfügig flatternden Warenbahnen, die oberhalb und unterhalb der Kunststofffolie 2 angeordneten Schlitzbegrenzungen von der Folie nicht berührt werden können. Jegliches Berühren ist nachteilig, weil die Folie dann Kratzer bekommt, die bei bestimmten Anwendungen der Folie im Sinne hoher Qualitätsansprüche ausgeschlossen werden müssen. Dies spricht dafür, die Höhe eines Schlitzes, sei es ein Einlaufschlitz oder ein Auslaufschlitz, nicht zu klein zu dimensionieren. Ein entscheidender Nachteil eines relativ großzügig dimensionierten Schlitzes ist jedoch, dass über einen hohen Schlitz nicht nur Außenluft oder Behandlungsfluid einer vorhergehenden Behandlungszone mit der durchlaufenden Warenbahn 2 bzw. Kunststofffolie mitgerissen wird, sondern dass bei vorhandenen Druckunterschieden zwischen aneinandergrenzenden Behandlungszonen 1 auch entsprechende Fluidströmungen nicht verhindert werden können. Fluidströmungen von außen oder von einer davor liegenden Behandlungszone oder durchaus auch einer danach liegenden Behandlungszone können beispielsweise dazu führen, insbesondere wenn sie aus einer Umgebung stammen, die ein von der betrachteten Behandlungszone abweichendes Temperaturniveau aufweisen, ein ungleichmäßiges Temperaturprofil innerhalb der Behandlungszone zu erzeugen, was für die Qualität der Folie nachteilig ist. Denn die Folie soll nach Möglichkeit in alle Richtungen gleichmäßige Eigenschaften aufweisen.
In Figur 2 ist eine Ansicht eines Bereiches des erfindungsgemäßen Einlaufschlitzes 3 in Blickrichtung vom Innern der Behandlungszone her gezeigt, der allerdings gegenüber der im Stand der Technik üblichen relativ großen Einlaufschlitzhöhe erheblich kleiner ausgebildet ist. Unter erheblich kleiner ist dabei zu verstehen, dass noch nicht einmal ein nennenswerter Abstand zwischen den oberhalb und unterhalb der durchtretenden Folie vorhandenen Sperr elementen 4 vorhanden ist, welcher vorzugsweise 20fach bis 40fach kleiner ist, als das im Stand der Technik üblich ist. Der Durchschnittsfachmann würde erwarten, dass bei derartig geringen Spaltbreiten eine mit hoher Geschwindigkeit durch den Spalt in die Behandlungszone 1 eintretende Warenbahn bzw. Kunststofffolie 2 (siehe Figur 5a) die den Spalt begrenzenden Mittel berührt, was, wie dargestellt, zu Kratzern auf der Folienoberfläche führen kann. Die Ansicht gemäß Figur 2 zeigt einen breiten Einlaufschlitz 3 mit für eine geringe Spalthöhe von 5 mm in den Einlaufschlitz geschwenkten Klappen 8,9.
Die Kunststofffolie bzw. Warenbahn 2 durchläuft den Einlassschlitz 3 in der mit Bezugsziffer 14 angegebenen Richtung, der Durchlaufrichtung der Warenbahn 2 durch die Behandlungszone 1. Gemäß Figur 2, welche einen Einlaufschlitz 3 gemäß der Erfindung zeigt, weist der Einlaufschlitz 3 durch ein Sperrelement 4 gegenüber dem in Figur 1 dargestellten bekannten Schlitz eine erheblich geringere Höhe auf. Ein derartiges Sperrelement ist oberhalb und unterhalb der durchlaufenden Kunststofffolie 2 angeordnet, so dass die Kanten der Sperrelemente 4, welche dem Einlaufschlitz 3 zugeordnet sind, dessen Spalthöhe definieren. Die jeweiligen Sperrelemente 4 sind derart zueinander verlagerbar, dass die Spaltbreite bzw. Spalthöhe je nach Folienart und entsprechend den jeweiligen Eigenschaften der Folie veränderbar ist. Die Sperrelemente 4, welche eine obere Klappe 8 und eine untere Klappe 9 aufweisen, weisen an ihren einander zugewandten Stirnseiten in einer Mantelschicht 5 (siehe Figur 5a) eine Vielzahl von Öffnungen auf, die auf die jeweilige Oberfläche der durchtretenden Kunststofffolie 2 weisen und in diesem Sinne jeweils einen Blasbalken 4.1 (siehe Figur 5a) darstellen. Der Blasbalken 4.1 weist einen Innenraum bzw. Hohlraum 12 auf, welcher vorzugsweise mit Luftdruck gespeist ist, so dass die im Innenraum befindliche Luft über die Vielzahl von auf den Einlaufschlitz 3 bzw. Auslaufschlitz gerichteten Öffnungen aus dem Blasbalken 4.1 austritt. Bei einer entsprechend sehr hohen Anzahl von Öffnungen bildet sich innerhalb des tatsächlich vorhandenen Abstandes zwischen der jeweiligen Oberfläche der Kunststofffolie 2 und der Oberfläche des Blasbalkens 4.1 ein in Figur 2 nicht gezeigtes kontinuierliches Fluidpolster 6 aus (siehe Detail Figur 5a).
Aus Gründen der Übersicht ist in Figur 2 die Kunststofffolie 2, welche durch den geringen Spalt am Einlaufschlitz 3 läuft und beidseitig in Klemmeinrichtungen 15 gehalten ist, weggelassen. Der Einlaufschlitz 3 wird durch eine obere Klappe 8 und eine untere Klappe 9 gebildet, welche gemeinsam das Sperrelement 4 bilden. In Figur 2 ist ein über eine größere Breite reichender Einlaufschlitz 3 gezeigt, wobei die obere Klappe 8 und die untere Klappe 9 beide in den Schlitz hinein in eine im Wesentlichen senkrechte Position geschwenkt sind, in welcher die Stirnseiten der Klappen 8, 9, welche jeweils eine zahlreiche Öffnungen aufweisende Feinstruktur aufweisen, aufeinander zuweisen und einen Einlaufschlitz von ca.
5 mm bilden. In Breitenrichtung sind die das Sperrelement 4 bildenden Klappen 8, 9 in drei Teile unterteilt, nämlich ein Mittelteil (8.0, 9.0) und zwei sich jeweils vom Mittelteil der Klappen (8.0, 9.0) bis zu den beiden beidseitig angeordneten Klemmeinrichtungen 15 erstreckende Seitenteile der Klappen (8.1, 8.2; 9.1, 9.2). Die Seitenteile (8.1, 8.2; 9.1, 9.2) und das Mittelteil (8.0, 9.0) überlappen sich gegenseitig, sodass eine unterschiedliche Breite einer durch die Anlage laufenden Kunststofffolie 2 eingestellt und produziert werden kann, wobei der Einlaufschlitz 3 auf die herzustellende Breite einstellbar ist, indem die Überlappungsbereiche der beiden Seitenteile (8.1, 8.2; 9.1, 9.2) mit dem Mittelteil (8.0, 9.0) entsprechend verändert werden.
Wie bereits ausgeführt, ist aus Übersichtsgründen die Warenbahn bzw. Kunststofffolie 2 nicht gezeigt, sondern lediglich die Durchlaufrichtung mit der Bezugsziffer 14 angegeben, mit welcher sich beim Durchlauf die Kunststofffolie durch die Anlage hindurchbewegt. Sowohl in der oberen Klappe 8 als auch in der unteren Klappe 9 sind in deren Innerem Druckluftkanäle vorhanden, sodass bei ihrer senkrechten, auf die jeweilige Folienseite zugewandten Position, durch die vorzugsweise mikroporöse oder nanoporöse Feinstruktur beim Austreten der Druckluft ein Fluidpolster 6 (siehe Figur 5a) gebildet wird, welches verhindert, dass selbst bei hohen Durchtrittsgeschwindigkeiten die Folie an den Begrenzungen des Spaltes durch die Sperrelemente 4 eine Berührung und damit gegebenenfalls eine Beschädigung erfährt. Des Weiteren wird Spülfluid 10 (siehe Figur 5a) in Richtung auf die Kunststofffolie 2 geblasen.
Das Spülfluid 10 erwärmt den Blasbalken 4.1, so dass im Behandlungsfluid enthaltene Oligomere nicht kondensieren und sich nicht auf der Folie niederschlagen. Es verhindert so, dass vom Behandlungsfluid oder auf der Folie mittransportierte größere Partikel sich beispielsweise an den Blasbalken 4.1 anlagern und sorgt für ein Abtransportieren derartiger größerer Partikel.
Figur 3 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Einlaufschlitzes 3 gemäß Figur 2, jedoch mit weggeschwenkten Sperrelementen 4. Wiederum werden die Sperrelemente 4 durch eine obere Klappe 8 und eine untere Klappe 9 gebildet, wobei in der Darstellung von Figur 3 die Klappen 8, 9 um 90° aus der den engen Spalt mit geringer Spalthöhe definierenden senkrechten Position in eine waagerechte Position jeweils verschwenkt sind. Bei dieser großen Spalthöhe werden die an den Stirnseiten der Klappen befindlichen Blasbalken 4.1 nicht wirksam, d. h. es wird kein Fluidpolster 6 (siehe Figur 5a) gebildet. Diese Position wird lediglich zu Reinigungszwecken oder bei Havarie-Fällen benötigt, bei denen sich massive Folienstränge bilden, die durch die Anlage laufen und die Klappen 8, 9, d. h. die Sperrelemente, nicht beschädigen sollen. Sowohl die obere Klappe 8 als auch die untere Klappe 9 sind jeweils dreiteilig aufgebaut und weisen jeweils ein Mittelteil 8.0 bzw. 9.0 sowohl je zwei gegenüber dem Mittelteil verschiebbare Seitenteile 8.1, 8.2 bzw. 9.1, 9.2 auf. Der Einlaufschlitz 3 und der Auslaufschlitz weisen an ihren Seiten jeweilige Klemmeinrichtungen 15 für die Kunststofffolie 2 auf.
In Figur 4 ist eine Ansicht eines Einlaufschlitzes 3 gemäß der Erfindung mit geringerer Breite als gemäß Figur 2 und erfindungsgemäß geringer Spalthöhe dargestellt. Der Grundaufbau entspricht dem gemäß Figur 2, lediglich die Breite der herzustellenden Kunststofffolie 2 ist geringer, sodass die beiden an den Seiten angeordneten Klemmeinrichtungen 15 einen geringeren Abstand zueinander aufweisen. Das durch die obere und untere Klappe 8 bzw. 9 gebildete Sperrelement 4 besteht wiederum aus drei Teilen, nämlich einem Mittelteil 8.0 bzw. 9.0 und je einem Seitenteil 8.1, 8.2 bzw. 9.1, 9.2, wobei die seitlichen Teile 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 sich mit dem Mittelteil 8.0, 9.0 überlappen und dadurch die Breite der herzustellenden Kunststofffolie 2 variiert werden kann, indem die Klemmeinrichtungen 15 gemeinsam mit den Seitenteilen 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 der Klappen 8, 9 aufeinander zu- oder voneinander wegbewegt werden können, wodurch eine unterschiedliche Breite der Kunststofffolie 2 hergestellt werden kann. Mit 14 ist wiederum die Durchlaufrichtung der in Figur 4 nicht dargestellten Warenbahn 2 angedeutet. Die Bezugsziffer 1 deutet an, dass die Blickrichtung vom Inneren der Behandlungszone auf den Einlaufschlitz 3 gerichtet ist. Die Blasbalken 4.1 sind in einer Stellung senkrecht zueinander dargestellt, in welcher der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Mantelschichten 5 (siehe Figur 5a), ca. 5 mm beträgt. Ein stabiles Fluidpolster 6 entsteht durch entsprechende Wahl von Drücken, Öffnungsquerschnitten und Viskosität des genutzten Fluids, vorzugsweise Luft. Damit kann sichergestellt werden, dass selbst bei 1/20 des Abstandes der beiden gegenüberliegenden Schlitzkanten bzw. Oberflächen der jeweiligen Mantelschichten gemäß dem Stand der Technik ein Auftreffen der Folie an die Oberflächen des jeweiligen Blasbalkens 4.1 zuverlässig vermieden werden kann. Gegenüber Figur 3 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 die Breite der zu behandelnden Kunststofffolie kleiner. Dementsprechend sind die beiden gegenüber dem seitlich nicht verschiebbaren Mittelteil 8.0; 9.0 der Klappe 8 bzw. 9 verschiebbaren Seitenteile 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 weiter zur Mitte des Mitteilteils 8.0; 9.0 verschoben, weisen also eine größere Überlappung mit dem Mittelteil 8.0; 9.0 als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 auf.
Figur 5a zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Einlaufschlitzes 3 mit der erfindungsgemäßen kleinen Spalthöhe dieses Einlaufschlitzes 3. Die geringe Spalthöhe wird durch in den Einlaufschlitz 3 hinein- und aus diesem heraus- und wegschwenkbar angeordnete Klappen 8, 9 gebildet. Eine obere Klappe 8 und eine untere Klappe 9 liegen sich gegenüber. Die Klappen 8,9, welche das eigentliche Sperrelement 4 darstellen, sind aus ihrer senkrechten Position, in welcher sie zwischen ihren Stirnseiten den Spalt geringer Höhe von ca. 5 mm zum Durchlauf der Kunststofffolie 2 in Richtung der Durchlaufrichtung 14 bilden, in eine waagerechte Position bei nicht gesperrtem Einlaufschlitz 3 schwenkbar. Die Kunststofffolie 2 ist in dem geringen Spalt zwischen den senkrecht zueinander, auf die jeweilige Folienseite weisenden Klappen 8,9 angedeutet. In vergrößerter Darstellung ist der Bereich des Foliendurchtritts im rechten Teil der Figur als vergrößerter, mit A bezeichneter Kreis gezeigt. Die Klappen, und zwar sowohl die obere Klappe 8 als auch die untere Klappe 9, sind, wie in den Figuren 2 bis 4 dargestellt und beschrieben, dreiteilig ausgeführt. Das bedeutet, sie weisen die sich von den seitlichen, hier nicht dargestellten Klemmeinrichtungen, in Richtung zu einem jeweiligen Mittelteil 8.0, 9.0 ersteckenden Seitenteile 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 der Klappen 8, 9 auf. Die in der Darstellung im Kreis A rechts angeordneten Klappen 8,9 erlauben eine Einstellung der Breite der zu behandelnden Folie, indem die Seitenteile 8.1, 8.2; 9.1, 9.2 sich mit dem Mittelteil 8.0, 9.0 überlappen. An den Stirnseiten der jeweiligen Sperrelemente 4 bzw. Klappen 8,9 ist eine poröse Feinstruktur als Teil des Blasbalkens 4.1 angeordnet, welche eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch welche unter Druck stehendes Fluid, vorzugsweise Druckluft, auf die jeweilige Seite der Folie 2 gerichtet ist. Die Druckluft wird über Druckluftzufuhrleitungen 11 dem Hohlraum 12 zugeführt und gelangt von dort in die poröse Feinstruktur, aus der sie zur Bildung des Fluidpolsters 6 austritt. Vorzugsweise ist die poröse Feinstruktur als mikroporöse oder nanoporöse Struktur ausgebildet. Die Vielzahl der Öffnungen der Feinstruktur ist jeweils im Wesentlichen senkrecht auf die jeweilige Oberfläche der Kunststofffolie 2 gerichtet. Dadurch bildet sich das Fluidpolster 6 über den jeweiligen Mantelschichten 5 der Blasbalken 4.1 aus, welche an den Stirnseiten der Klappen 8, 9 angeordnet sind. In Durchlaufrichtung 14 vor dem Eintritt in den erfindungsgemäßen Einlaufschlitz 3 geringer Höhe sind sowohl vor dem Mittelteil 8.0; 9.0 der Klappen 8, 9 als auch vor den Seitenteilen 8.1,8.2; 9.1;9.2 der Klappen 8,9 Spaltbleche 17 vorgesehen, durch die Düsenspalte 18 in den jeweiligen Klappenabschnitten gebildet werden, über welche Spülfluid 10 vor dem jeweiligen Fluidpolster 6 der Kunststofffolie 2 zugeführt wird.
Das Spülfluid 10 hat die Aufgabe, durch entsprechendes Aufheizen der Blasbalken 4.1 zu verhindern, dass im Behandlungsfluid vorhandene oder mittransportierte Oligomere kondensieren oder resublimieren. Gleichzeitig hat das Spülfluid 10 die Aufgabe, gegebenenfalls vom Behandlungsfluid oder auf der Folie mittransportierte größere Partikel von der Mantelschicht 5 fernzuhalten und so einen Kontakt der Partikel zur Folie zu vermeiden. Auf der Mantelschicht 5 abgelagerte Partikel größer 0,1 mm könnten schon im Durchmesser größer als das Fluidpolster 6 sein. Um einen Kontakt der in den Einlaufschlitz 3 einlaufenden Kunststofffolie 2 zu vermeiden, sind die Endseiten der Spaltbleche 17 gegenüber der Mantelschicht 5 der Blasbalken 4.1 zurückgesetzt.
Aufgrund der Tatsache, dass ein durchgängiges Fluidpolster 6 bzw. Luftpolster, entsprechend dem im Innern des Blasbalkens 4.1, d.h. im Hohlraum 12 der Druckluftversorgung, vorhandenen Überdruck, erzeugt wird, und das Fluidpolster 6 stabil genug ist, dass eine hindurchtretende Folie 2 damit aufgenommen bzw. davon getragen werden kann, wird die Kunststofffolie 2 so von den Kanten der Mantelschicht 5, aus welcher das Fluid für das Fluidpolster 6 austritt, ferngehalten, dass Kratzer auf der Folienoberfläche vermieden werden. Eine Berührung der Oberfläche der Mantelschicht der jeweiligen Blasbalken 4.1 selbst bei hoher Geschwindigkeit des Durchtritts der Kunststofffolie 2 durch den Einlaufschlitz 3 und damit auch in die Behandlungszone 1 ist dadurch ausgeschlossen. Bei geringem Abstand der bezüglich der Kunststofffolie 2 gegenüberliegenden Blasbalken 4.1 ist die Folie gegebenenfalls auch schwimmend gelagert. Damit kann eine hohe Qualität der hergestellten Folie gewährleistet werden. Diese hohe Qualität kann noch verbessert werden, indem durch das zusätzlich in Richtung auf die Kunststofffolie 2 von den jeweiligen Blasbalken 4.1 zugeführte Spülfluid 10 eine Reinigung der Oberfläche der zu behandelnden Folie erfolgt. Das Spülfluid 10 wird über einen als Düsenspalt 18 ausgebildeten Spülfluidkanal 13 über das Innere der Klappen 8, 9 der Oberfläche der Warenbahn 2 zugeführt.
Figur 5b zeigt eine dreidimensionale Teilansicht der Klappen 8 und 9 einschließlich einer vergrößerten Detailansicht einer Spalthöhenverstellung 19.1. In der dreidimensionalen Teilansicht ist das untere Seitenteil 9.1 der Klappe 9 in einem gegenüber ihrem Mittelteil 9.0 nach links bezüglich der durch den Doppelpfeil gekennzeichneten Breitenverstellung 20 seitlich ausgefahrenen Zustand, so dass eine Halterung 21 für die nicht dargestellte Klemmeinrichtung in seitlicher Richtung ausgefahren ist und so die Breite der zu behandelnden Folie variabel einstellbar ist. Das Seitenteil 8.1 der oberen Klappe 8 ist in eingefahrener Position dargestellt. So wird verdeutlicht, wie die Veränderung der aktuellen Folienbreite durch das erfindungsgemäße Sperrelement 4, bei konstantem minimalen Abstand des Sperrelementes, realisiert wird. Es versteht sich, dass in der Arbeitsposition beide Klappen 8, 9 senkrecht zueinander und mit ihren Blasbalken 4.1 bezüglich deren Oberflächen der Mantelschicht 5 auch senkrecht auf die jeweilige Seite der durchlaufenden Folie weisend angeordnet sind. Dazu versteht es sich auch, dass die Klappen 8, 9 gleich weit mit den entsprechenden Seitenteilen 8.1, 9.1 bzw. 8.2 und 9.2 seitwärts in der durch den Doppelpfeil angegebenen Breitenverstellung 20 relativ zum jeweiligen Mittelteil 8.0 und 9.0 ausgefahren sind. Um die jeweilige Klappe 8, 9 zu schwenken, ist eine Schwenkachse
7.1 vorgesehen, um welche die untere Klappe 9 wie auch die obere Klappe 8 entsprechend dem durch den Schwenkwinkel 7.2 (Doppelpfeil) angegebenen Schwenkwinkelbereich verschwenkbar ist. Die Verschwenkbarkeit ist für die Klappen 8, 9 im Bereich von 0 bis 90° vorgesehen. Bei 0° stehen sich beide Klappen senkrecht gegenüber und belassen den kleinsten Spalt, welcher möglich ist, nämlich ca. 5 mm. Bei einer Wegschwenkung der Klappen 8, 9 aus der senkrechten Arbeitsposition in die waagerechte Öffnungsposition wird ein Einlaufschlitz von 150 bis 200 mm gewährleistet. Dies ist dann erforderlich, wenn in Folge einer Havarie sich dicke Folienstränge ausbilden, die bei Nicht-Öffnung der Klappen 8, 9 im Einlaufschlitz gegebenenfalls zu einer Beschädigung der Blasbalken 4.1 führen könnte.
In einem mit B bezeichneten Kreis ist eine vergrößerte Detaildarstellung der Spalthöhenverstellung 19.1 gezeigt. Mittels einer mit einem schulterartigen Vorsprung zusammenwirkenden Schraubbolzen kann die tatsächliche Spalthöhe eingestellt werden, d. h. verkleinert oder vergrößert werden. Diese Spalthöhenverstellung 19.1 mittels eines Schraubbolzens ermöglicht ein Versetzen der unteren Klappe 9 in Richtung auf die obere Klappe 8. Dies ist durch den Doppelpfeil 19.2 gekennzeichnet. Angedeutet ist das Seitenteil
9.1 der unteren Klappe 9. Dargestellt ist des Weiteren die Schwenkachse 7.1, um welche die Klappe 9 aus einer Außerbetriebsposition in eine Arbeitsposition verschwenkbar ist. Die Verschwenkbarkeit bzw. der Schwenkwinkel 7.2 ist durch den Doppelpfeil angegeben.
In Figur 6a ist eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Figur 5a gezeigt, jedoch mit zusätzlich eingezeichneten weggeschwenkten Sperrelementen 4, d. h. ohne Wirkung der Sperrelemente 4. Dargestellt sind die obere Klappe 8, welche aus dem festen Mittelteil 8.0 und den beiden jeweils zur Seite verschiebbaren Seitenteilen 8.1 und 8.2 besteht, sowie die untere Klappe 9, welche ebenfalls aus dem festen Mittelteil 9.0 und den beiden, gegenüber dem Mittelteil zur Seite verschiebbaren Seitenteilen 9.1 und 9.2 besteht. Beide Klappen 8, 9 sind in ihren jeweiligen Grundpositionen gezeigt. Mit durchgezogenen Linien ist die Arbeitsposition dargestellt, in welcher die beiden Klappen senkrecht zueinander und zu der durchlaufenden Kunststofffolie 2 angeordnet sind. In dieser Position ist der geringste Abstand zwischen den Oberflächen der Mantelschicht 5 der Blasbalken 4.1 vorhanden. Eingezeichnet ist der Einlaufschlitz 3 bzw. der Spalt. Mit gestrichelten Linien ist der Zustand gezeichnet, in welchem die Klappen 8, 9 welche die eigentliche Sperrelemente 4 darstellen, um 90° aus der Arbeitsposition in eine Position geschwenkt sind, in welcher sie parallel zur durchlaufenden Kunststofffolie 2 ausgerichtet sind. An den jeweiligen Klappen 8, 9 ist jeweils eine Druckluftzufuhrleitung 11 dargestellt, über welche ein nicht näher bezeichneter innerer Hohlraum im Blasbalken 4.1 mit Druckluft versorgt wird. Über die mikroporöse oder nanoporöse Feinstruktur zumindest des der Folie zugewandten Bereiches des Blasbalkens 4.1 durch die Vielzahl von gebildeten Öffnungen wird im Spalt ein Fluidpolster ausgebildet, welches gewährleistet, dass die Kunststofffolie 2 keine festen Kanten berührt und damit auch keine Kratzer oder sonstige Beschädigungen erfährt. Die Klappen 8, 9 schwenken aus der Arbeitsposition in die Freigabeposition um eine Schwenkachse 7.1. Günstig ist dabei, dass die Schwenkachse 7.1 nahe dem Schwerpunkt der Klappen 8 bzw. 9 liegt. Wenn dies gewährleistet ist, öffnen die Klappen 8, 9 leicht und schnell, so dass eine Beschädigung durch Folienstränge in einem Havariefall der Anlage unwahrscheinlicher wird.
In Figur 6b ist eine Seitenansicht der unteren Klappe 9 in einer Position gezeigt, welche aus der Senkrechten, welche der Arbeitsposition entspricht, herausgeschwenkt ist. Die Blasbalken 4.1 der Sperrelemente 4 befinden sich in der Figur im oberen Bereich der unteren Klappe 9. Das Schwenken erfolgt um die Schwenkachse 7.1 über den den Schwenkwinkel kennzeichnenden Doppelpfeil 7.2. Gut erkennbar ist auch die Spalthöhenverstellung 19.1 für die Veränderung der Spalthöhe. Die Verstellung erfolgt in der senkrechten Ausrichtung, der Arbeitsposition entlang der durch den Doppelpfeil 19.2 gezeichneten Richtung. Die Spalthöhe wird dabei eingestellt, wenn sich die jeweilige Klappe 8 bzw. 9 in der senkrechten Stellung befindet.
Figur 7 zeigt einen Ausschnitt der unter der Kunststofffolie 2 befindlichen Klappe 9 sowie der darüber angeordneten Klappe 8, welche in der Arbeitsposition gemeinsam das Sperrelement 4 bilden. Die obere Klappe 8 ist in senkrechter Position, d. h. der Sperrposition, oberhalb der Kunststofffolie 2 angeordnet, während die untere Klappe 9 noch nicht in der zur Folienunterseite senkrechten Position angeordnet ist, sondern vielmehr eine Position von ca. 10° abweichend von der senkrechten Position aufweist. Das Spaltblech 17 ist teilweise aufgeschnitten, damit erkennbar ist, wie Spülfluid 10 aus dem feststehenden Spülfluidkanal 13 im (nicht gesondert dargestellten) Düsenspalt am eigentlichen Blasbalken 4.1 vorbei direkt zur Kunststofffolie 2 geführt wird und dort die zuvor beschriebenen Aufgaben erfüllt. Sowohl die obere Klappe 8 als auch die untere Klappe 9 sind mit dem Spülfluidkanal 13 versehen, so dass das Spülfluid 10 auf beide Seiten der Kunststofffolie 2 sowohl von der oberen Klappe 8 als auch von der unteren Klappe 9 aus geleitet wird, wenn beide Klappen 8, 9 in ihrer Arbeitsposition sind, d. h. im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite bzw. zur Unterseite der Kunststofffolie 2 ausgerichtet sind. An der Austrittsseite für das Spülfluid 10 aus dem Spülfluidkanal 13 sind entsprechende Durchlasseinrichtungen vorgesehen, welche gewährleisten, dass Spülfluid 10 zur Folie nur geleitet wird, wenn sich die Klappen 8, 9 in ihrer senkrechten Position, d. h. der Arbeitsposition befinden.
Und schließlich ist in Figur 8 in vergrößerter Darstellung in seitlicher Blickrichtung gezeigt, dass die obere Klappe 8 aus ihrer Sperrsteilung heraus in eine waagerechte Stellung aus dem Einlaufschlitz 3 herausgeschwenkt ist, während die untere Klappe 9 um ca. 60 bis 70° aus ihrer senkrechten Stellung in Richtung auf die waagerechte Stellung, d. h. die vollständig offene Stellung, geschwenkt ist. Das Spaltblech 17 ist wieder aufgeschnitten, so dass im Inneren der Düsenspalt 18 sichtbar ist, über welchen das Spülfluid 10 in der Arbeitsposition der Klappen 8, 9 in Richtung auf die jeweilige Seite der Kunststofffolie 2 geleitet wird. Der Spülfluidkanal 13 als feststehendes Teil ist gleichzeitig auch der Anschlag für die Klappe 8 bzw. 9 in ihrer jeweiligen senkrechten Arbeitsposition. Mit Erreichen der Arbeitsposition, d. h. mit dem Anschwenken der jeweiligen Klappe an den Spülfluidkanal 13 in der Arbeitsposition, decken sich die Öffnungen im Spülfluidkanal 13 miteinander, über welche das Spülfluid 10 zur Verfügung gestellt wird, mit den Öffnungen in der Klappe 8, 9, die mit dem Düsenspalt 18 in Verbindung stehen. So wird das Spülfluid 10 zu den Klappen 8, 9 geleitet, ohne dass es einer festen Rohrleitung oder eines Schlauches bedarf, welcher an die jeweilige Klappe angeschlossen sein müsste. Derartige feste Rohrleitungen oder Schläuche würden die Drehbewegungen der Klappen 8,9 unnötig erschweren. Ein lediglich vorhandener kleiner flexibler Druckluftschlauch erschwert die Schwenkbewegung der jeweiligen Klappe 8, 9 allenfalls nur unbedeutend. Der Schwenkantrieb für die Klappen 8, 9 ist vorzugsweise pneumatisch, da sowohl für das Fluidpolster 6 als auch für das Spülfluid 10 vorzugsweise Luft verwendet wird.
Bezugszeichenliste Behandlungszone Warenbahn/Kunststofffolie Einlaufschlitz Sperrelement Blasbalken Mantelschicht Fluidpolster Schwenkachse Schwenkwinkel Klappe oben Mittelteil Klappe oben Seitenteil Klappe oben Seitenteil Klappe oben Klappe unten Mittelteil Klappe unten Seitenteil Klappe unten Seitenteil Klappe unten Spülfluid Druckluftzufuhrleitung Hohlraum Druckluftversorgung Spülfluidkanal Durchlaufrichtung Warenbahn Klemmeinrichtung Spaltblech Düsenspalt Spalthöhenverstellung Richtung Spalthöhenverstellung Breitenverstellung Halterung Klemmeinrichtung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Folienreckanlage mit Behandlungszonen (1), insbesondere Behandlungszonen zum Querrecken, für Kunststofffolien (2), welche über einen Einlaufschlitz (3) und einen Auslaufschlitz durch die jeweilige Behandlungszone (1) hindurchgeführt werden, wobei der Einlaufschlitz (3) und/oder der Auslaufschlitz ein Dichteiement aufweisen, mittels welchem ein Zutritt von Außenluft in eine Behandlungszone oder von Behandlungsfluid in eine oder aus einer Behandlungszone verringerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Dichtelement ein Sperrelement (4) ist, welches als eine mechanische Spaltabdeckung mit einem Blasbalken (4.1) mit integrierter Fluidzufuhr ausgebildet ist, welcher zumindest eine Mantelschicht (5) mit zumindest einer bereichsweise ausgebildeten porösen, eine Vielzahl von Öffnungen zum Fluidaustritt aufweisenden Feinstruktur aufweist, welche mit einem Innendruckraum in Fluidverbindung steht und welcher sich längs des Einlauf- (3) und/oder des Auslaufschlitzes erstreckt, b) welches Sperrelement (4) eine solch geringe Spalthöhe im Einlaufschlitz (3) und im Auslaufschlitz belässt, dass eine Barriere gegen durch den Einlaufschlitz (3) und/oder durch den Auslaufschlitz strömende Außenluft und/oder strömendes Behandlungsfluid ausgebildet ist, c) wobei die poröse Feinstruktur die Mantelschicht (5) derart durchzieht, dass das vom Innendruckraum durch die Feinstruktur des Blasbalkens (4.1) geführte, aus den Öffnungen in Richtung auf die zugewandte Folienseite austretende Fluid ein quer zur Folienseite sich erstreckendes Fluidpolster (6) am Einlauf- (3) und/oder Auslaufschlitz ausbildet, durch welches die Kunststofffolie (2) beim Durchtritt durch die Schlitze die Mantelschicht (5) nicht berührt.
2. Folienreckanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Feinstruktur eine mikroporöse und/oder nanoporöse Feinstruktur ist.
3. Folienreckanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinstruktur mehrheitlich derartig ausgebildete und auf die Folienseite gerichtete Öffnungen aufweist, dass das Fluid senkrecht auf die Folienseite strömt und das Fluidpolster (6) ausbildet.
4. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasbalken (4.1) um eine Schwenkachse (7.1), welche parallel zur Blasbalkenlängsachse verläuft, verschwenkbar und der Abstand zwischen der Mantelschicht (5) und der zugewandten Folienseite einstellbar ist.
5. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasbalken (4.1) zumindest zwei Teile aufweist, wobei jedes Teil an einer Seite eines verstellbaren Kettensystems derart befestigt ist, dass bei Verstellung der Breite des Blasbalkens (4.1) bei veränderter Kunststofffolienbreite das Fluidpolster (6) über die volle Kunststofffolienbreite ausgebildet ist.
6. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasbalken (4.1) eine solche Vielzahl von Öffnungen zum Ausströmen des Fluids aufweist, dass das Fluidpolster (6) über die Kunststofffolienbreite durchgehend ausgebildet ist.
7. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Einlauf- (3) und/oder des Auslaufschlitzes oberhalb und unterhalb der Kunststofffolie (2) ein Blasbalken (4.1) angeordnet ist.
8. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor jedem Blasbalken (4.1) erwärmtes partikelfreies Spülfluid (10) auf die Kunststofffolie (2) senkrecht gerichtet geführt wird, wobei das Spülfluid (10) den Blasbalken (4.1) auf eine Temperatur aufheizt, bei der im Behandlungsfluid enthaltene Oligomere nicht kondensieren, und lose, mit der Kunststofffolie (2) mittransportierte und am Blasbalken (4.1) zurückgehaltene Schmutzpartikel von dem Blasbalken (4.1) abbläst.
9. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (12) des Blasbalkens (4.1) mit einer Druckluftzufuhrleitung (11) für Versorgungsluft verbunden ist.
10. Folienreckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (4) den Einlauf- (3) und/oder den Auslaufschlitz bis zu < 20 mm, insbesondere < 10 mm und insbesondere < 5 mm freilässt.
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