DE1277553B - Vorrichtung und Verfahren zum fortlaufenden Laengsrecken von synthetischen Polymerfilmbahnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B29d

Deutsche Kl.: 39 a3- 7/24

Nummer:

Aktenzeichen;

Anmeldetag:

Auslegetag:

P 12 77 553.0-16 (F 40191)

9. Juli 1963

12. September 1968

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum fortlaufenden Längsrecken von synthetischen Polymerfilmbahnen, die über mindestens zwei mit voneinander verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten angetriebene Walzen führbar und durch zwischen den Walzen angeordnete, nicht angetriebene Rollen umlenkbar sind.

Bekanntlich können durch Strecken oder Dehnen von Kunststoffolien in ihrem thermoplastischen Bereich ihre mechanischen und physikalischen Eigenschäften durch die dabei bewirkte Orientierung der Moleküle der Polymeren wesentlich verbessert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Verstreckung liegt darin, daß die Nutzfläche der Folie bei gleicher Ausgangsmaterialmenge unter Verringerung der Foliendicke erhöht werden kann.

Für das Recken von Filmen aus Polymeren sind insbesondere das Kluppen- und Rollenrecken bekannt.

Die schwerwiegensten Nachteile dieser Verfahren sind beim Kluppenrecken insbesondere in der ungleichmäßigen Dehnung und beim Rollenrecken im Breitenschwund der gereckten Folien zu sehen, deren Verminderung durch die Erfindung angestrebt wird.

Eines der bekannten Rollenreckverfahren, bei dem ebenfalls eine Verminderung des Breitenschwundes angestrebt wird, arbeitet in folgender Weise:

Ein Film wird zwischen angetriebenen Walzen und nicht angetriebenen Rollen in erforderlicher Anzahl, diese umschlingend, zu einer mit höherer Umfangsgeschwindigkeit angetriebenen Walze weitergeführt. Die Durchmesser der angetriebenen und der nicht angetriebenen Walzen oder Rollen sind in der Regel gleich und liegen zwischen 70 und 150 mm. Es sind aber auch angetriebene Walzen mit einem Durchmesser von 25 mm genannt worden; jedoch ist bei den angetriebenen Walzen der Durchmesser grundsätzlich ohne Bedeutung. Es hat sich aber bei diesem Verfahren herausgestellt, daß sich ein starkes Einhalsen des Filmes während des Streckens nicht vermeiden läßt, selbst wenn man den Abstand zwischen den Umfangsflächen der benachbarten Walzen, sowohl der angetriebenen wie auch der nicht angetriebenen, möglichst klein hält. Die Ränder der Folienbahn werden durch das Einspringen ungleichmäßig, und die Bahn verliert viel von ihrer ursprünglichen Breite. Die nach diesem bekannten Verfahren gereckten Folien weisen unter Umständen in der Bahnmitte eine geringere Dicke als an den Rändern auf. Man muß daher breite Randzonen der Folienbahn abtrennen, wenn man eine Folie mit gleichmäßiger Breite und Dicke über die ganze Bahnbreite erhalten Vorrichtung und Verfahren

zum fortlaufenden Längsrecken

von synthetischen Polymerfilmbahnen

Anmelder:

Hans Hench, 8750 Aschaffenburg, Aschaffstr. 75

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Walter Hufnagel, 8963 St. Mang;

Dipl.-Ing. Zoltan Doboczky, 8000 München - -

will. Somit ist auch dieses Verfahren, bedingt durch den beträchtlichen Besäumungsabfall, unwirtschaftlich.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, eine aus synthetischen Polymeren bestehende Folienbahn nahezu über die ganze Bahnbreite gleichmäßig zu strecken, ohne daß ein starkes Einspringen erfolgt und ohne daß breite Ränder durch Besäumen abgetrennt werden müssen, so daß die gereckte Folienbahn nahezu über die ganze Bahnbreite eine gleichmäßige Stärke besitzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum fortlaufenden Längsrecken von synthetischen Polymerfilmbahnen, die über mindestens zwei mit voneinander verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten angetriebene Walzen führbar und durch zwischen den Walzen angeordnete, nicht angetriebene Rollen umlenkbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebenen Rollen einen Durchmesser von weniger als 40 mm aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Rollendurchmesser 15 bis 35 mm.

Der Abstand der Walzenumfangsfläche zwischen der langsam angetriebenen Einlaufwalze und der ersten, nicht angetriebenen Rolle sowie der letzten nicht angetriebenen Rolle und der schneller angetriebenen Auslaufwalze ist ohne Einfluß auf den Reckvorgang und kann beliebig gewählt werden. Außerdem wurde gefunden, daß der Abstand zwischen den Umfangsflächen der nicht angetriebenen Rollen ohne wesentlichen Einfluß auf den Breitenschwund verhältnismäßig groß sein kann. Er kann beispielsweise das Zehnfache der Stärke der ungereckten Folie betragen.

Erfindungsgemäß läuft die zu reckende Folie über eine langsam angetriebene Einlaufwalze, deren Durchmesser und Abstand ihrer Umfangfläche zur Um-

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fangfläche der ersten benachbarten, nicht angetrie- den, wenn die Folie unmittelbar nach dem Reckvorbenen Rolle mit einem Durchmesser von weniger als gang abgeschreckt, d. h. ihre Kristallisation verhin-40 mm in weiten Grenzen beliebig sein kann, auf, dert wird. Dies kann man in einfacher Weise durchumschlingt dann eine Reihe beliebig aufeinanderfol- führen, indem man die Rollen, welche unmittelbar gender, in einer oder auch in mehreren Reihen hin- 5 den erhitzten folgen, kühlt und somit die Folie abtereinander angeordneter, nicht angetriebener Rollen schreckt.

mit einem Durchmesser von weniger als 40 mm und Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für

wird dann über eine schnell angetriebene Auslauf- das Verstrecken der verschiedensten synthetischen walze mit einer Geschwindigkeit, die dem gewünsch- Polymerfilme, wie z. B. solcher aus Polyvinylchlorid, ten Reckverhältnis entspricht, abgezogen. io Polyvinylidenchlorid, Hochdruckpolyäthylen, Nieder-

Die Zahl der nicht angetriebenen Rollen mit druckpolyäthylen, Polypropylen, Polycarbonaten, einem Durchmesser von weniger als 40 mm ist so zu Polyestern, Polyamiden, Mischpolymerisaten u. dgl. wählen, daß in Abhängigkeit von der Reckgeschwin- Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand

digkeit und dem Reckgrad die letzte, nicht angetrie- der Zeichnung erläutert.

bene Rolle eine von der mit größerer Umfangsge- 15 In einem in der Abbildung nicht dargestellten WaI-schwindigkeit angetriebenen Auslaufwalze noch ver- zenstuhl sind die angetriebene Einlaufwalze 1, die schiedene Umfangsgeschwindigkeit besitzt. Die Ver- nicht angetriebenen Rollen 2 mit Durchmessern von wendung einer größeren Anzahl von nicht angetrie- weniger als 40 mm und die angetriebene Auslaufbenen Rollen empfiehlt sich bei hohen Reckgeschwin- walze 3 gelagert. In der Zeichnung sind die nicht andigkeiten, da hierbei eine hohe Aufheizleistung bewäl- so getriebenen Rollen 2 α bis 2 ο beispielsweise in einer tigt werden muß. Während die angetriebenen Walzen Reihe hintereinander angeordnet. Sie können aber für gewöhnlich nicht erwärmt werden, sind die nicht auch, wie angedeutet, in mehreren Reihen nebeneinangetriebenen Rollen auf eine für die zu reckende ander angeordnet sein. Der Abstand der angetriebe-Folie geeignete Temperatur erhitzt. Sofern erforder- nen Einlaufwalze 1 zur ersten benachbarten, nicht anlich, werden die einzelnen, aufeinanderfolgenden RoI- 25 getriebenen Rolle 2 α und der der letzten nicht angelen mit zueinander unterschiedlichen Temperaturen triebenen Rolle 20 zur angetriebenen Auslaufwalze 3 erhitzt. Dabei ist Sorge dafür zu tragen, daß die ein- kann in weiten Grenzen beliebig sein. Durch nicht gestellte Temperatur möglichst genau durch geeignete dargestellte Mittel werden die Einlaufwalze 1 sowie selbsttätige Regler eingehalten wird. Die Erwärmung die Auslaufwalze 3 jeweils gesondert und stufenlos der Rollen kann auf jede hierfür geeignete Weise, wie 30 regelbar angetrieben, und zwar so, daß die Umfangsz. B. durch Dampf, Umlaufheizung, durch elektrische geschwindigkeit der Einlaufwalze 1 geringer ist als Energie u. dgl. erfolgen. die der Auslaufwalze 3. Ein Teil der nicht angetrie-

Es hat sich nun als zweckmäßig erwiesen, den be- benen Rollen 2, beispielsweise die Rollen 2 α bis 2 k, heizten, nicht angetriebenen Rollen weitere, nicht an- kann durch nicht gezeigte Einrichtungen beheizt wergetriebene Rollen nachzuschalten, die jedoch nicht 35 den, während die nachfolgenden Rollen 2 I bis 2 ο erwärmt werden. Diese können durch an sich be- nicht erwärmt, unter Umständen auch gekühlt werkannte Mittel gegebenenfalls auch gekühlt werden. den. Nicht gezeichnete, an sich bekannte, einstellbare,

Es ist vorteilhaft, die mit von Rolle zu Rolle zu- selbsttätige Regler sorgen dafür, daß die gewünschten, nehmender Umfangsgeschwindigkeit laufenden, nicht von Rolle zu Rolle gegebenenfalls unterschiedlichen angetriebenen Rollen durch geeignete, an sich be- 4° Temperaturen der einzelnen, nicht angetriebenen kannte Maßnahmen zu bremsen, denn es hat sich ge- Rollen 2 konstant gehalten werden. Die nicht angezeigt, daß sich hierdurch noch eine weitere Verbesse- triebenen Rollen 2 sind abwechselnd starr und in einer rung erzielen läßt. Des weiteren ist es erforderlich, die veränderlich einstellbaren Halterung gelagert. Es ist Möglichkeit einer Lageverschiebung der einzelnen, somit möglich, den gegenseitigen Abstand der Umnicht angetriebenen Rollen gegeneinander vorzusehen. 45 fangsflächen und die gegenseitige Lage der einzelnen Durch diese Maßnahme kann man die Flächen, mit nicht angetriebenen Rollen zueinander wahlweise welchen die zu verstreckende Folie auf den nicht an- zuvergrößern oder zu verkleinern und sie ferner auch, getriebenen Rollen aufliegen, verändern und ist durch wie im Schema schraffiert angedeutet, in mehreren eine gegenseitige Lageverschiebung zueinander im- Reihen nebeneinander anzuordnen. Durch die Lagestande, den Umschlingungswinkel entsprechend dem 50 verschiebung läßt sich der vorteilhafteste Umschlin-Reibwert der zu verstreckenden Folie auf den gün- gungswinkel einstellen. Schließlich ist die Vorrichstigsten Wert einzustellen. tung noch mit Einrichtungen versehen, um die Um-

Infolge der nahezu vollständigen Beibehaltung der fangsgeschwindigkeit jeder einzelnen der nicht ange-Breite der Ausgangsfolie wird die Folie nicht nur in triebenen Rollen 2 in gewissen geeigneten Bereichen Längsrichtung, sondern auch in untergeordnetem 55 gesondert durch Abbremsen verringern zu können.
Maße in Querrichtung verstreckt, besitzt also gleich- Mit der beschriebenen Vorrichtung kann man eine

sam eine biaxiale Orientierung, wobei die Längsorien- aus einem Kalanderspalt oder aus einer Breitschlitztierung erheblich überwiegt. Nachdem sich aber die düse heraustretende Polymerenfolie anschließend somechanischen Eigenschaften einer Folie, z. B. ihre gleich der Verstreckung unterwerfen. Es ist aber auch Reißfestigkeit sowie ihre Reißdehnung, mit dem Grad 60 möglich, eine bereits vorgefertigte, auf einer Vorratsder Orientierung ändern, werden auch diese mecha- rolle aufgewickelte Folie zu strecken. Die Folie wird nischen Werte in Querrichtung verändert bzw. ver- über die langsam angetriebene Einlaufwalze 1 im bessert. Diese Tatsache ist vor allem für die Längs- Zickzackweg um die nicht angetriebenen Rollen 2 a Streckung kristalliner Kunststoffolien z. B. Poly- bis 2 ο zur schneller angetriebenen Auslaufwalze 3 äthylenfolien von Bedeutung. Bei der Reckung nach 65 geführt. Auf ihrem Wege über die nicht angetriebenen dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Längs- Rollen 2 α bis 2 ο wird die Folie fortlaufend ohne spleißung wesentlich reduziert. Diese kann insbeson- größeres Einspringen verstreckt, wobei sie über ihre ders bei kristallinen Kunststoffolien reduziert wer- ganze Bahnbreite eine gleichmäßige Dicke aufweist.

Ein Besäumen des Randes ist nur in verschwindend geringem Maße notwendig.

Die Vorteile der Erfindung seien an Hand von vier Beispielen verdeutlicht. Bei den Versuchen wurde eine Polymerenfolie nach dem Rollenreckverfahren im stets gleichen Reckverhältnis 1 : 2,5 verstreckt. Hierzu wurde in allen Fällen die gleiche Polymerenfolie verwandt. Die ungereckte Folie wies eine Ausgangsbreite von 1000 mm und eine Dicke von 58 μ auf. Bis auf die bei den einzelnen Versuchen verschieden gewählten Rollendurchmesser und die in Abhängigkeit dazu stehenden Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen waren die Versuchsbedingungen gleich. Die Versuchsergebnisse sind in einer Tabelle zusammengefaßt und daraus zu entnehmen.

Die Tabelle zeigt, daß der Breitenverlust bei Verwendung von nicht angetriebenen Rollen mit abnehmenden Durchmessern kleiner wird. Es ist ferner zu ersehen, daß erst bei der Verwendung von nicht angetriebenen Rollen mit einem Durchmesser von ao weniger als 40 mm das erfindungsgemäße Verfahren beginnt, vorteilhaft zu werden, da bei einer nutzbaren Breite der gereckten Folie, die nahezu der Ausgangsbreite der ungereckten Folie entspricht, ein ganz geringer Besäumungsabfall anfällt.

Die durch die Versuche I bis IV ermittelten Ergebnisse wurden darüber hinaus noch in dem Diagramm graphisch dargestellt. In diesem sind auf der Ordinate die Folienbreiten und auf der Abszisse die Durchmesser der nicht angetriebenen Rollen aufgetragen. Die Kurve A gibt die gefundenen Werte für die Breiten der unbesäumten gereckten Folien, in Kurve B die dazugehörigen Werte der Folien nach dem erforderlichen Besäumen wieder. Die Abmessungen der abzutrennenden Säume werden bestimmt durch die Breiten des Bereiches, in welchem die Ränder der verstreckten Folie eine ungleichmäßige Breite und Dicke aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit gegenüber den bekannten Verfahren in höchstem Maße wirtschaftlich, da sich, ausgehend von der gleichen Kunststoffmenge, eine flächenmäßig weitaus größere Menge nutzbarer gereckter Folie in der gleichen Zeit und bei gleichem Arbeitsgang mit nur geringem, wieder zu verarbeitendem Besäumungsabfall herstellen läßt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum fortlaufenden Längsrecken von synthetischen Polymerfilmbahnen, die über mindestens zwei mit voneinander verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten angetriebene Walzen führbar und durch zwischen den Walzen angeordnete, nicht angetriebene Rollen umlenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebenen Rollen (2) einen Durchmesser von weniger als 40 mm aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (2) abbremsbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (2) beheizbar und/oder kühlbar sind und daß deren Temperatur regelbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Umfangsflächen der Rollen (2) sowie deren gegenseitige Lage zueinander veränderbar ist.

5. Verfahren zum fortlaufenden Längsrecken von synthetischen Polymerfilmbahnen mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebenen Rollen gebremst werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 718 666.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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