DE1504790A1

DE1504790A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Strecken von Material in Form eines Films oder eines Bandes

Info

Publication number: DE1504790A1
Application number: DE19641504790
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-08-08
Filing date: 1964-08-07
Publication date: 1969-10-16
Also published as: DE1504790B2; NL6409146A; CH426230A; DK103913C; GB1078732A; US3350491A; FI44707C; DE1504790C3; NO115930B; SE304843B; FI44707B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Strecken von Material in Form eines Films oder eines Bandes.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strecken eines Materials in Form eines Films oder Bandes, wie z.B. zur Verwendung heim Querstrecken eines Films oder Bandes aus einem Kunststoff, wobei die Streckung stattfindet, während der Film oder das Band zwischen zwei Bändern aus elastischem Material eingeklemmt ist.

Bei der Filmherstellung ist es üblich, dünnere Filme aus dickeren durch ein Streckverfahren herzustellen und ein Verfahren, das oft angewandt wird, besteht darin, den Film in Röhrenform herzustellen und ihn duroh Einblasen von Druckluft in diese Röhre zu strecken. Dies führt zu einer Streckung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung.

Für die Querstreckung allein wurde vorgeschlagen, Spannrahme nklammern zu verwenden, die paarweise die Kanten des Films greifen und auseinander gezogen werden. Auf diese Weise werden jedoch zumindest die Kanten ungleichmäßig gestreckt, wodurch diese ungleich werden und zugeschnitten werden müssen. Barüberhinaus ist dieses Verfahren ziemlich kompliziert vom mechanischen Standpunkt aus betrachtet, da die Spannrahmenklammern zusammen mit dem Film fortbewegt werden müssen, wenn ein kontinuierliches Verfahren gewünscht wird.

liach einem bekannten Verfahren zum Querstrecken des Films wird der Film zwischen zwei Gummibänder mit Kantenrändern eingelegt, die in einer Streckzone mit Hilfe zweier auseinander laufender Reihen von Führungsrollen gedehnt werden, wobei die Wirkung der Bänder auf den Film dort endet, wo die Dehnung am größten ist.

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Selbst bei diesem Verfahren traten Apparateprobleme auf, einerseits weil das besondere Muster der Gummibänder diese kostspielig macht und besondere Führungsmaßnahmen erfordert, die Lebensdauer der Bänder ebenfalls beschränkt ist und auf der anderen Seite weil es notwendig ist, die Bänder gegeneinander durch Hilfsmittel, wie eine Druckflüssigkeit, zweckmäßig Wasser, gepreßt zu halten.

Diese Probleme sind besonders ernsthafter Natur, wenn die Querstreckung nicht senkrecht zur Längsrichtung der Bänder erfolgt, da es dann notwendig ist, auf die eine oder andere Weise die schrägen Zugwirkungen zu kompensieren.

Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die besonders geeignet sind zur Durchführung einer kontinuierlichen Querstreckung in einer solchen Weise, daß die Zugkräfte gleichmäßig über die Oberfläche des Films oder des Bandes verteilt werden, während dieses fortbewegt wird und in derselben Richtung an jedem einzelnen Punkt des Films wirken, wodurch eine einheitliche Streckung über den gesamten Filmbereich erzielt wird. Das Verfahren kann aber auch andere Anwendungsmöglichkeiten finden.

Das vorliegende Verfahren schaltet die Nachteile der bekannten Verfahren in einer einfachen und ungebräuchlichen Weise aus. In dem Verfahren wird ebenfalls die Maßnahme des Einlegens des Kunststoffs zwischen zwei Bänder aus elastischem Material angewendet und das charakteristische Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die elastischen Bänder mit dem eingelegten Material in den Spalt zweier Rollen geführt werden, die gegeneinander gepreßt sind in einem Winkelet von weniger als 90° zu den Längsachsen der Rollen und weggezogen werden durch eine Zugkraft über die ganze Breite in einem Winkel zu diesen Längsachsen, der größer alsoiist. Die resultierende Komponente der Zugkraft in Richtung der Längsachsen der.Rollen

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wird dadurch neutralisiert, daß jene Teile der Rollenoberflächen, die in Berührung mit den elastischen Bändern sind eine Bewegung ausführen während der Berührungsperiode in einer Richtung entgegengesetzt derjenigen der erwähnten Zugkomponente.

Wenn z.B. die zwei Gummibänder mit dem dazwischen eingelegten Material, das gestreckt werden soll, zwischen das Rollenpaar in einem Winkel von 45° zu den Längsachsen der letzteren geführt werden und senkrecht herausgezogen werden mit Hilfe eines anderen Rolleneatzes, so unterliegen die Gummibänder einer breiten. Zunahme in dieser Streckungszone bis zu etwa dem 1,4-fachen der ursprünglichen Breite und üben einen entsprechenden Zug auf das eingelegte Material aus. Es ist jedoch nicht möglich, eine Führung der Bänder während der Rotation der Rollen durchzuführen, wenn nicht gewisse Maßnahmen ergriffen werden, um dem Wandern der Bänder in Richtung der Komponente parallel zur Walzenachsenrichtung entgegenzuwirken, was aus den schrägen Zugkräften bedingt ist. Dementsprechend ist es ein bedeutendes Merkmal des vorliegenden Verfahrens, daß die Teile der Walzenflächen, die in Berührung mit den Gummibändern sind, während letztere ihre Richtung ändern, eine Bewegung durchführen in einer Richtung entgegengesetzt derjenigen der genannten Zugkomponente .

Durch Variieren der Winkel, mit denen die Bänder in den Spalt der Rollen eintreten und diesen verlassen, ist es möglich, die btreckrichtung zu verändern, die jedoch immer einen anderen Winkel als 90° zur Längsrichtung des Materials bildet, d.h. dieser Winkel beträgt etwa 45° im vorliegenden Fall.

Das Verfahren der Erfindung kann auf Bänder aus verflochtenem Material und auf Filme angewandt werden, ist aber insbesondere entwickelt im Hinblick auf die Durchführung der Streckung eines Films aus einer ausrichtbaren synthetischen liochpolymeren organischen Substanz, wie Polyäthylen oder Polypropylen, oder zum Zerteilen bzw. Spalten eines Films aus

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dem genannten Material in ein Fasernetzwerk, das durch Strekkung in der Längsrichtung ausgerichtet wird und in der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens wird dieses im einzelnen erläutert unter Bezugnahme auf diese Zwecke.

Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden für eine asymmetrische Spaltung eines spaltbaren Filmmaterials in Fasern unter Verwendung eines Filmmaterials für die QuerStreckung, das stark ausgerichtet ist durch Streckung in Längsrichtung. Durch eine asymmetrische Spaltung dieser Art wird ein Fasermaterial einer besonderen Eigenschaft erhalten, da es aus ziemlich festen Längsstammfasern besteht, die untereinander verbunden sind durch sehr feine parallele Zweigfasern von flacher S-Form. Dieses Material ist besonders geeignet für die Garnherstellung, wobei die Stammfasern die Stärke abgeben und die Faserverzweigungen eine große Porosität erzeugen.

Die Erfindung betrifft des weiteren eine Rollenvorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens. Das charakteristische Merkmal dieser Rollenvorrichtung besteht darin, daß diese aufgebaut ist aus wenigstens zwei Längsabschnitten, die verschiebbar in ihrer Längsrichtung als Hülsen auf einer drehbaren Walze sind, aber einen nicht längsverschiebbaren Kern besitzen, auf dem sie sich befinden. Die Ausbildung der Rolle in dieser Weise führt dadurch zu einer unkomplizierten Verfahrensdurchführung, daß Jene Teile der Rollenoberfläche, die in Berührung mit den Gummibändern sind, in der gewünschten Richtung bewegt werden können zur Kompensierung der Schrägspannung in den genannten Bändern solange die Berührung dauert, wobei die Teile wieder zurückkehren, wenn sie nicht mehr in Berührung mit den Bändern sind. Demgemäß können die Rollen montiert und angetrieben werden, wie dies bei gewöhnlichen Rollen der Fall ist.

Die genannten Längsabschnitte können z.B. die Form von Zylindersegmenten besitzen, die auf einem Kern mit viel-

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eckigem Querschnitt beweglich sind, und die Abschnitte, die mit dem Kern mit Hilfe von Führungsstiften verbunden sind, greifen in Längsspuren im Kern ein. Auf den Führungsstiften sind Kugel- oder Rollenlager montiert, um eine leichtere Verschiebung der Abschnitte auf dem Kern zu gewährleisten.

Eine einfache und entsprechende Führung der Bewegung der Längsabschnitte wird gemäß der Erfindung erhalten durch Sicherung der genannten Abschnitte mit Hilfe von umfassenden feststehenden Zylindern an beiden'Enden der Holle und durch das Vorsehen einer Kurvenspur an der Innenseite wenigstens eines dieser Zylinder, in die die Führungsstifte auf jedem der Abschnitte eingreifen. Diese Spur dient zur Bewegung der verschiebbaren Abschnitte in Längsrichtung, wenn sich der Kern dreht. Eine Variation der Bewegungsgeschwindigkeit kann entweder durch Auswechseln des genannten Zylinders oder der Zylinder und Ersatz dieses bzw. dieser durch andere erzielt werden, in denen die Kurvenspur anders angeordnet ist, oder durch Anordnung des Hollenpaars, so daß dieses mit einer einstellbaren Geschwindigkeit angetrieben wird. Im. allgemeinen ist die letztere Möglichkeit die bevorzugte, da diese eine größere Variationsmöglichkeit gestattet.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Streckvorrichtung zur Verwendung in dem vorliegenden Verfahren,

Fig. 2 eine Querschnittansicht durch eine Rolle als Teil der Streckvorrichtung und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil dieser Rolle zeigt.

In der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wird ein längsgerichteter Film 5 aus einem synthetischen hochpolymeren Material zwischen zwei parallel laufende endlose Gummibänder 6 eingeführt, die durch Rollen 7 unterstützt werden, die zweckmäßig die Gummi-

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bänder nicht gegeneinander gepreßt halten. Die Bänder 6 und der dazwischenliegende Film 5 werden zwischen einem Rollenpaar mit einem besonderen Muster geführt und gegeneinander gepreßt gehalten durch diese Walzen, wie dies im einzelnen nachfolgend beschriebenwird. Die Einführung findet mit einem Winkel von 45° zur Längsachse der Rollen 8 statt. Mit Hilfe eines Rollenpaars 9 werden die Bänder 6 im rechten Winkel zu den Längsachsen der Rollen 8 herausgezogen, wodurch die Bänder 6 und der dazwischen liegende Film 5 einer Querstreekung unterworfen werden. Nach dem Durchlaufen des Paars der Rollen 9 werden die Bänder 6 zwecks Freigabe des dazwischen liegenden Films 5¹ beiseite bewegt. Die Bänder 6 werden dann zu der Stelle des Einsatzes gemäß dem vorliegenden Verfahren zurückgeführt und ziehen sich gleichzeitig auf ihre ursprüngliche Breite zusammen.

In Fig. 2 ist eine Querschnittansicht einer dieser Rollen dargestellt. Die genannte Rolle hat einen Kern 10 mit quadratischem Querschnitt mit Längsspuren 11 zur Führung von -vier Zylinderabschnitten 12, die wechselseitig unabhängig voneinander längsbeweglich sind und mit einem Gummiüberzug 13 versehen sind. Die vier Abschnitte bilden zusammen die Oberfläche der Rolle. Die Abschnitte 12 besitzen Führungsstifte oder Streifen 14, die mit den Längsspuren 11 in Verbindung stehen, und es können nicht dargestellte Kugeln oder Rollen verwendet werden zur Herabsetzung der Reibung zwischen den Abschnitten und dem Kern, zwischen den Führungsstiften und den Spuren.

Der Kern 10 besitzt nicht notwendigerweise einen quadratischen Querschnitt, sondern der Querschnitt kann irgendeine andere regelmäßige vieleckige Form besitzen. Der Kern kann auch in seinem Querschnitt zylindrisch sein. Auch ist es nicht erforderlich, vier Zylinderabschnitte zu benutzen, da auch nur zwei Abschnitte verwendet werden können.

In der Ausführungsform der Rolle 8 gemäß der Zeichnung sind

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die Enden der Rolle mit Zylindern 15 umgeben, die die Abschnitte 12 gegen den Kern festhalten. Die genannten Zylinder 15 eind zweckmäßig feststehend, können aber auch für eine Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit ausgebildet sein, die unterschiedlich ist gegenüber der der Rollen 8.

Wie in Pig. 3 dargestellt, ist die Innenseite der Zylinder 15 mit einer Kurvenspur 16 versehen, die dazu dient, die längsbewegung der Abschnitte 12 zu steuern, wobei die letzteren Rollen oder Stifte 17 tragen, die in die Spur 16 eingreifen.

Die Wirkungsweise ist wie folgt. Durch die Einführung der Gummibänder 6 mit dem dazwischen liegenden Film 5 in den Spalt eines Rollenpaars aus zwei Rollen 8 in einem Winkel von 45° zur Längsachse der genannten Rollen und durch das senkrechte Herausziehen mit Hilfe der Rollen 9 findet eine Querstreckung der Gummibänder 6 und auf diese Weise des dazwischen liegenden Films 5 statt. Der letztere ist in Längsrichtung ausgerichtet und die gleichmäßig über die ganze Fläche infolge des Einlegens zwischen die Gummibänder verteilten Streckungskräfte üben eine Querstreckung aus oder führen zu einer Spaltung des Films, was abhängt vom Grad der Längsausrichtung. Im letzteren Fall ist die Spaltung asymmetrisch, da die Querstreckung nicht senkrecht zur Längs-Ausrichtungsrichtung ist.

Die asymmetrische Spaltung führt zu einem Produkt aus ziemlich festen, längsausgerichteten Fasern, sogenannten Stammfasern, und ziemlich feinen, sogenannten Zweigfasern, die parallel in einer flachen S-Form verlaufen und die Stammfasern untereinander verbinden.

Infolge des Richtungswechsels während des Durchlaufens durch das Rollenpaar 8 haben die Gummibänder 6 die Neigung, nach dem Ende der Rollen zu wandern, ^egen das der wechsel der Richtung eintritt. Dieser Tendenz muß entgegengewirkt werden air Durchführung des vorliegenden Verfahrens, und dies ist der Grund,

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weshalb die Hollen 8 wie beschrieben konstruiert sind. Durch die relative Drehung des Kerns. 10 in Bezug auf die Zylinder 15 werden die Abschnitte 12 in eine Längsverschiebung gezwungen mit Hilfe der Rollen oder Stifte 17, die in die Kurvenspur 16 eingreifen. Die letztere ist in einer solohen Weise ausgebildet, daß die Abschnitte 12 der Rollen 8 zu jeder bestimmten Zeit den Spalt bilden, durch den die Bänder 6 hindurch laufen, längsverschoben sind während sie sich gegen die Bänder pressen in einer Richtung, um der Wanderungsneigung der Bänder während des Durchlaufens entgegenzuwirken. Der Ne-igungsgrad der Spur 16 ist in Bezug auf die relative Drehgeschwindigkeit so eingestellt, daß die genannte Neigung gerade neutralisiert wird. Sobald ein Abschnitt 12 nicht länger in Berührung mit , einem der Bänder 6 ist, wird er in die Ausgangsstellung zurückgebracht und beginnt, sich dann vorzubewegen, bevor er das Band wieder berührt.

Es ist zweckmäßig, daß die Gummibänder 6 leicht in Längsrichtung in der Zone zwischen den Rollen 7 und dem Rollenpaar gestreckt sind durch Antreiben der letzteren mit einer etwas höheren peripheralen Geschwindigkeit als die Rollen 7, während die Rollen 9 mit derselben peripherale-n Geschwindigkeit angetrieben werden wie die Rollen 8. Das Band 6 will sich dann während des Durchlaufens durch das Rollenpaar 8 zusammenziehen und verursacht, daß eine leichte Querfaltung des Films 5 eintritt, die aufgehoben wird durch die Spaltung des letzteren, die aber verursacht, daß die bpannung der einzelnen Fasern ■ während der Spaltung und auch die Bruchgefahr der Fasern herabgesetzt wird.

Das Verfahren der Erfindung kann bei jedem ausrichtbaren Kunststoff angewandt werden. Zweckmäßig werden die hochkristallinen organischen Thermoplaste in diesem Verfahren verwendet, wie Polyäthylen, Polypropylen, Kopolymere von Äthylen oder Propylen

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mit höheren Olefinen, Polyethylenterephthalat, Nylon und dgl.

Filme aus diesen Stoffen können durch Streckung derselben bei Temperaturen unterhalb ihres kristallinen Schmelzpunktes längsausgerichtet werden.

Für den Fachmann ist es klar, daß Abänderungen bezüglich der Erfindung getroffen werden können, ohne daß vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

So kann anstelle der seitlichen Streckung eines Films oder Bandes das umgekehrte Verfahren durchgeführt werden, d.h. daß eine seitliche Zusammenziehung erzielt werden kann während einer LängsStreckung durch Umkehrung der Winkel, unter denen das Material in das Rollenpaar eintritt und dieses verlaßt, und das Verfahren kann auch ohne die Verwendung von Gummibändern zum Einlegen des Materials angewendet werden.

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Claims

- ίο - 150A790 Patenten β" prüche

1.) ^erfahren zürn Strecken eines Materials in Form eines Films oder Bandes, insbesondere zum Queretrecken eines Films aus ausrichtbarem Kunststoff durch Einlegen dieses Films zwischen zwei Bänder aus elastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bänder und den EiIm in den Spalt zweier zusammengepreßter Rollen führt, wobei die Bänder und der Film in einem Winkeletvon weniger als 90° zu den Längsachsen der Rollen eintreten, die Bänder und den Film zwischen diesen Rollen in einem Winkel zu diesen Achsen größer alsgLdureh Ziehen über die ganze Breite dieser Bänder entfernt, wobei dieses Ziehen eine resultierende Zugkomponente in längsrichtung dieser Rollen erzeugt, und diese Komponente neutralisiert, indem man den Teilen der Rollenoberflächen, die die Bänder während der Berührungsperiode" berühren, in entgegengesetzter Richtung eine axiale Bewegung verleiht.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film vorher durch Längsstreckung stark ausgerichtet wurde.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel^jCetwa 45 beträgt und der Winkel der größer als (X ist, 90° beträgt, wodurch der Film infolge der Querstreckung in Fasern aufgespalten wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder vor dem Eintreten zwischen die Rollen längsgestreckt werden, und man die Bänder während des Durchlaufens zwischen den Rollen mit diesen in Berührung kommen läßt.

5.) Verrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Rolle (8) mit wenigstens zwei Abschnitten (12) besteht, die als Hülsen in Längsrichtung auf einem drehbaren, aber nicht längsverschieb-

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baren Kern (10) verschiebbar sind, gegen den sie gesichert sind.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Abschnitte (12) durch Umfassung der Walzen (8) an beiden Enden durch feststehende Zylinder (15) gesichert sind und daß eine Kurvenspur (16) an der Innenseite wenigstens eines dieser Zylinder (8) vorgesehen ist, in die Führungsstifte (17) auf jedem dieser Abschnitte eingreifen und so dazu dienen, den beweglichen Abschnitten (12) eine Längsbewegung zu verleihen, wenn der Kern (10) gedreht

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