用于制造吹塑薄膜带的方法以及吹塑薄膜设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造吹塑薄膜带的方法以及吹塑薄膜设备。
【背景技术】
[0002]吹塑薄膜设备是已知的。塑料以颗粒的形状被提供给该设备，该塑料然而在挤出机中在高的压力作用下塑化成粘性的物质。该物质在吹塑头中环形地形成并且通过环形喷嘴离开吹塑头。在离开环形喷嘴之后该物质已经形成薄膜软管。薄膜软管向上沿着软管成型区域牵拉，在该区域中压缩空气被带入到薄膜软管的内部。这导致薄膜软管的横向延展。通过用于被提升的薄膜软管的主动冷却介质在相对于环形喷嘴的可容忍的远离区域中实现了融化物的冷却。该薄膜软管在其路径上向上以多数部分结晶的状态穿过校准篮以及接下来的平展装置，其将软管平展。平展单元引导预挤压的双层薄膜带。该预挤压多数由一对辊构成，薄膜穿过该辊缝隙-常常称为“转折点(Nip)”-。预挤压接下来是后挤压，在该后挤压中由该薄膜软管最终形成实际的无空气填充的双层薄膜带。最迟从该处开始，甚至从预挤压开始，就存在双层薄膜带。从预挤压至后挤压的间距如此地设定，即薄膜能够在两个辊对之间的运输的过程中输出由挤出过程产生的热量。通过这种方式，薄膜软管被附加地冷却，从而使其接下来能够被进一步的加工。接下来分离薄膜软管，从而产生两个单独的薄膜带。
[0003]许多设备在没有预挤压的情况下工作，而是将平展装置的薄膜直接引导至后挤压。在这样的设备构造中，被提升的薄膜也在后挤压辊对中就已经如此强烈地被冷却了，即在薄膜的表面上的有效的加工不会或者很少地导致损害。然后，后挤压在正常情况中以比在环形喷嘴处挤出明显更高的速度向上牵拉薄膜。示例性的速度比为10:1至20:1。在形成软管形状时，吹塑薄膜马上在环形喷嘴的上方从内部加载压缩空气并且由此在横向方向上牵拉。同时，后挤压辊对以较高的速度向上牵拉薄膜，从而使其在霜线之下进行纵向延展。
[0004]总体上，薄膜软管在霜线下被双轴向地延展。视薄膜最终产品的计划的应用而定，纵向或者横向延展份额可以占主要部分。
[0005]吹塑薄膜设备然而总是要克服技术上的劣势，即光学上的薄膜质量不能与浇注薄膜的薄膜质量保持一致。这在于，即被提升的薄膜软管形状被相对缓慢地冷却，塑料融化物的冷却过程越长，那么薄膜表面就越不平整和不光滑。
[0006]然而，为了能够利用后挤压辊对将足够的力施加到被提升的薄膜上，薄膜必须被相对强地冷却。鉴于被挤出的薄膜的相对慢的冷却速度，这导致在吹塑薄膜设备中的相对高的设备高度。在后挤压的上方，双层薄膜带因此尽可能快地在水平方向上偏转，在设备旁引导并且从那里向下为了进一步的加工步骤引导。通常，在设备旁在放置区域的底面上设置有卷绕器，其将双层薄膜带卷绕成卷以进一步运输。
[0007]在卷绕器之前有时设置有拉伸装置，其中在此的本专利申请的范畴中，“拉伸”被理解为“碾薄”和“拉长”的上位概念。
[0008]“碾薄”-设备在任何情况在在纵向方向上将薄膜碾薄超过5%，优选地50%和更多，常常也直至1000%。这样的设备常常被描述为“MDO”，即代表“机器方向指向地”，也就是代表塑料分子在机器方向中、也就是材料的运输方向上穿过设备指向。
[0009]替换于MD0，可以在卷绕器之前设置所谓的平铺组作为拉伸设备。其在机器方向上将薄膜不可逆地“拉长”在0.5%和5%之间，这仅仅用于对双层薄膜带的宽度上的和在薄膜带的直线输出中的运行纵向差进行补充，从而更好地卷绕和进一步处理薄膜。
[0010]两个拉伸装置，也就是MDO和平铺组在技术上在一定程度上是能够良好地比较的，因为其执行对薄膜的纵向拉伸。因此，在第一个、缓慢的辊之后直接跟着、或者例如在另外的被动的卷绕之后运行有快速驱动的辊。通过在两个辊之间的速度差，其也可以形成为挤压辊对，其分别以静摩擦来运输薄膜，产生薄膜的纵向变化。
[0011]在其中以相应的辊的圆周速度运输薄膜的两个区域之间的间距，被描述为“拉伸部段”，或者在机器方向上的投影上被描述“拉伸长度”。
[0012]在薄膜带围绕辊缠绕的大约中央的部段中，薄膜带以静摩擦运输，进而具有辊的圆周速度。在薄膜带在取下点出离开辊表面之前，静摩擦结束。这尤其意味着，当接下来的辊以较高的圆周速度运行时，薄膜带因此已经在辊表面处由静摩擦首先过渡至较快速的滑动摩擦并且然后从辊表面上取下。
[0013]相同的原理也可以在输出到辊上时确定:薄膜带从抵靠点开始就已经接触辊的旋转的表面，静摩擦但是已经在抵靠点之外开始。
[0014]在此，简单性涉及到“点”。薄膜带在取下线处从辊上取下并且利用抵靠线触碰到辊表面上。在侧面观察时，二维的薄膜带然而以一个维度降低成线，相应地取下线和抵靠线分别以一个维度降低至点。
[0015]在此需要指出的是，对于薄膜运输来说，取代辊通常同样良好地可以使用挤压辊对。在当前的申请中出于简单性多数仅仅提及辊，但是借此同样意味着作为本领域公知的替代部件的挤压辊对。
[0016]挤压辊对可以随趋势地引起薄膜安全地抓取，因为其从两侧来抓取薄膜表面。然而，从单侧抓取的辊也可以将足够的纵向力作用到薄膜上，这例如取决于辊在与相应的待加工的薄膜相关的辊的表面结构以及例如取决于辊的缠绕角度。通常，在简单地驱动的辊的情况中，任何情况下都配备有挤压辊，从而安全地确保，即薄膜实际上能够由被驱动的辊安全地在避免滑动的情况下抓取。
[0017]薄膜吹塑工艺对于制造由延展能力的塑料薄膜是合适的。薄膜在延展设备中单轴向地在机器方向上被拉伸，由此获得具有降低的薄膜厚度的薄膜。通过该碾薄，例如接下来的薄膜特性被改善:抗拉伸强度，刚性，透明度，屏蔽特性和/或机器实用性。该薄膜例如用于应用在柔性包装中。
[0018]在制造软管薄膜时使用具有分区段的调节区域的薄膜厚度外形调节系统。通过该系统可以这样地调节薄膜厚度外形，即在整个软管轴向上的厚度偏差尽可能地小。在DE100 47 836 Al中描述了一种这样的方法，其用于调节在吹塑薄膜设备中的薄膜厚度外形，该调节特定地基于对多层薄膜的一个或者多个各个层厚度的测量作为调节参数。
[0019]用于在铸造薄膜或者胶合薄膜的纵向延展设备中的薄膜厚度调节的系统同样是已知的。该调节装置基本上简单地设计，因为薄膜没有被换向并且因此总是给出在纵向拉伸的薄膜的厚度横向外形中的各个测量点与包括调节机构或者调节区域在内的挤出喷嘴的对应关系。
[0020]由DE39 41 185 Al公开一种方法，用于在炉中利用后接的轴向地或者双轴向地拉伸被吹出的软管薄膜来调节来自吹塑薄膜设备的软管薄膜的薄膜厚度，从而使最终产生的薄膜在厚度上具有尽可能小的偏差。
[0021]在碾薄设备中进行纵向拉伸时，薄膜相应于碾薄度在机器方向上拉长并且由此降低薄膜厚度。同时，薄膜在横向方向上收窄，由此降低了薄膜的宽度。这种收窄导致，即被碾薄的薄膜从薄膜中间开始在薄膜边缘的方向上逐渐变厚，尽管其之前在吹塑工艺中被调节到尽可能恒定的厚度。特别印象深刻的是，该厚度增加出现在薄膜边缘区域中。这导致在接下来的薄膜卷绕时随着增加的卷绕直径总是更多的鼓出，这对于进一步的加工，例如挤压和分层是非常不利的。
[0022]通过一些措施，如尽可能小的延展缝隙，合适的辊涂层，机械或者静电地固定薄膜边缘，优化的温度供应或者合适地选择塑料材料可以降低该收窄并进而降低在薄膜卷绕上的边棱形成。但是这对于许多后续的加工步骤是不足够的。仅仅通过对薄膜边缘进行切边，被保留的薄膜带具有厚度外形的足够小的偏差，这对于薄膜的接下来的卷绕和进一步加工是必需的。但是通过切边浪费了薄膜宽度的大部分。与薄膜宽度无关地，在每个薄膜侧上丢失了大约200mm。
[0023]同一申请人的后续公开的WO2014/023282 Al如在此提出，薄膜在牵拉上方被加热并且然后机械地处理。该薄膜由此可以由具有较少的能量的第一热量带到较容易加工的温度水平。根据第二方面提出，设置有牵引力击打制动器。
[0024]属于现有技术的EP 2 277 681 Al公开一种调节方法，用于在卷绕器上实现尽可能均匀厚度的薄膜。
[0025]EP I 147 877 A2在其第二实施例中在图5中公开一种用于拉伸薄膜的生产设备，但是其中在拉伸步骤中在拉长辊对之间不再存在第一热量，因为在那里双层薄膜带围绕牵拉辊对向侧面引导并且明显较晚地被拉伸。尤其是在那里存在或者很少的或者没有来自吹塑工艺的产生的第一热量。
[0026]相同的适用于US6，413，346 B。
[0027]US 2,976,567示出了一种浇注薄膜设备，不是吹塑薄膜设备。因此并不存在牵拉辊对，此外，在吹塑头的上方并进而在挤压辊对的上方并不存在较大的热量收集的效果。
[0028]在US7，396，498 BI中在极下方位置直接在吹塑头旁边、即一定程度上在厂房地面上实现了双层薄膜带的可选的拉长。
[0029]US 5,458,841在预牵拉棍对和牵拉棍对之间并进而在提升的吹塑薄膜的上方执行纵向拉伸。但是在那里完全没有用于薄膜的加热装置，而该文献更多地将拉伸部段描述为“冷指向区域”。此外，在最后的牵拉辊对的上方不再执行机械处理。取而代之的是，在那里通过转向辊马上引导到水平方向中并最后向下进一步引导。
[0030]在DTI 504 461中提出用于加热薄膜软管的内部销。第一牵拉辊对并不关闭。在第一牵拉辊对轴的拉伸通过穿流的过压来实现。
[0031]在AT 267 160中，在牵拉辊对的内部为吹塑薄膜配备印花。
[0032]AT 342 292提出，软管薄膜引导穿过一系列的红外加热体，其将软管薄膜的温度提升到对于拉伸来说必要的温度上。软管薄膜然后在横向于挤出方向的方向上拉伸，其中压缩空气引导穿过一个管，并且同时在纵向方向上利用没有示出的部件拉伸，其产生空气密封地封闭软管的作用并且其以一个速度牵拉，该速度大于以下速度，其利用该速度由夹持辊运输。所述还没有示出的用于纵向拉伸的部件也就是在当前的意义上是牵拉辊，并且除此之外通常不进行另外的加工，完全可见，即文献是从上向下挤出并且因此能够不管如何都较差地使用产生的热量的热量优点。
[0033]CH 432 815也实现了在牵拉辊对之前的设备的构造，但是并不涉及牵拉辊对的设
i+o
[0034]这同样适用于CH 475 082。
[0035]DE 21 32 259 C3同样描述了现有技术。
[0036]DE 102 42 174 Al描述了一种常规的吹塑薄膜设备，其中借助在后挤压辊的圆周速度和内部压力之比，应当能调节纵向拉伸系数或者吹出系数。
[0037]US 6,447,278 BI公开了一种直接在牵拉辊对的下方对双层薄膜带的侧向引导。
[0038]US 4，086，045再一次示出了一种浇注薄膜设备，其因此在此没有更高的重要性，因为在挤出器的产生的热量上没有实现进一步的处理。
[0039]在US3，768，949中示出了换向装置的较早的实施例，其中对软管薄膜的牵拉通过作为牵拉装置的两个彼此没有挤压的单个辊实现，其因此共同地在另外的意义上示出了牵拉棍对O
[0040]在US 3，340，565中示出了可旋转的冷却辊，借此可以无级地调节冷却时间。
[0041 ] US 3，116，787再次示出了浇注薄膜设备，其缺少在现有技术的热挤出的上方的处理步骤。
[0042]在US4，676，728中提出了一种具有垂直地竖立的翻转杆或者辊的换向装置。其同样适用于US 5,727,723。
[0043]在DE35 08 626 Cl中，辊为了穿引到达的薄膜软管可以在吹塑薄膜设备启动时彼此远离。然后实现翻转杆和转向辊直至运行位置的咬合式的彼此相向移动。
[0044]在DE 692 08 002 T2中也仅仅在预牵拉辊的上方，也就是在牵拉辊对之后实现了薄膜软管的纵向拉伸。此外，在那里的冷却指向区域中不加热。
[0045]在GB2 203 371 A中软管薄膜首先由转子卷起，然而向上引导到吹塑薄膜设备的上方，在那里加热，然而垂直向下引导并且再次被吹气，并且最后被牵拉并且再次被卷绕。在牵拉辊对轴的加热没有被提出，此外，没有提出较热的吹塑头，从而使通过其产生的热量不存在并且不能被使用。
[0046]WO 2005/102666 Al示出了一种吹塑薄膜设备，其中，或者通过垂直的调节机构调节在预牵拉辊对和牵拉辊对之间的间距，或者在其中使旋转盘配备有不同的辊，其中在两种情况中双层薄膜带在牵拉辊对之后首先侧面地并且然后向下引导。
[0047]在处理轨道的上方可以设置翻转杆装置，尤其是在换向装置的内部。换向装置通过翻转杆和/或辊的换向的旋转用于根据规定地放置薄膜软管的可能不同厚度的位置，以在转子上实现总体均匀的卷绕结果。换向单元例如可以从EP O 673 750 Al中获得。
[0048]换向装置应该在本专利申请的范畴中不被总结为“处理辊道”。
[0049]处理轨道此外优选地不包括辊，还可考虑翻转杆或者另外的部件，用于引导或者偏转薄膜。
[0050]此外，换向装置不包括用于双层薄膜带的主动加热装置。
【发明内容】
[0051 ]本发明的目的在于对现有技术进行改进或者提供其替代方案。
[0052]根据本发明的第一方面，该目的通过一种吹塑薄膜设备实现，其具有用于挤出薄膜软管的环形喷嘴，具有用于横向牵拉薄膜软管的软管成型区域，具有用于提升的薄膜软管的冷却件，具有用于将薄膜软管变成双层薄膜带的平展装置以及具有在冷却件上方的牵拉辊对，用于纵向牵拉薄膜软管，其中该吹塑薄膜设备的特征在于，在牵拉辊对的上方为处理辊道配备用于双层薄膜带的加热件，并且其中提出权利要求2的另外的特征。
[0053]接下来阐述定义:
[0054]“牵拉辊对”可以-如前所述的那样-优选为一次的牵拉辊对。然而其同样录入到本发明的观点中，当在牵拉辊对之前连接有预牵拉辊对时，其中该牵拉通常描述为后挤压或者挤压站。
[0055]在具有两个辊对的这样的装置的情况中，最后的后挤压牵拉辊对通常处于预牵拉辊对的上方。
[0056]相对于在下方存在的辊或者辊对，牵拉辊对的在原理上的区别在于，其或者完全地将软管平展或者差不多完全平展地引导该软管，也就是作为双层薄膜带。牵拉辊对在平展的薄膜的两侧上抓住其表面，从而由此降低压缩空气从薄膜软管的内腔中向上穿过挤压的可能性。
[0057]牵拉辊的直径常常大约为300mm，该直径常常在200mm和400mm或者更多之间。当设置有附加的预牵拉辊对时，其常常处于与牵拉辊相同的数量级中。
[0058]“处理辊道”是用于双层薄膜带的设计上的传输路径，在该传输路径内双层薄膜带应该承受机械处理。尤其是可以考虑不可逆的拉伸，尤其是在机器方向上，也就是在局部的平面上看在传输的薄膜纵向方向上。
[0059]对于处理辊道来说通常设置有至少两个，三个，四个，五个，六个或者更多个辊(或者挤压辊对)，其中其通常满足在处理辊道内部的至少两个，三个，四个，五个，六个或者更多个不同的功能。尤其是在功能上看:保持，加热，拉伸，调温，冷却，宽度拉伸，印花或者分层。
[0060]一个辊可以同时满足多个功能，因此例如是保持和加热。
[0061 ]在正常情况中力求尽可能少的辊。
[0062]“加热件”应该是主动加热件，也就是尤其是配备有能够穿流流动的加热线圈，红发发射器，激光发射器，热水穿流管