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_4

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纵向拉长ε的纵向拉应力0的图表,
[0196]图8示意性地在穿过牵拉辊对的垂直的截面中示出了处理辊对的第六变体方案,该处理辊对具有五个辊和在其上布置的换向单元,
[0197]图9示意性地在穿过牵拉辊对的垂直的截面中示出了处理辊对的第七变体方案,该处理辊对具有用于四个处理站的六个辊和在其上布置的换向单元,
[0198]图10强烈示意性地示出了现有技术中的吹塑薄膜设备,如EP2 277681 Al的图11至13—样,具有连接在后面的延展设备,在其中使用了用于调节薄膜厚度的在那里的方法,
[0199]图11示出了图10的吹塑薄膜设备的俯视图,
[0200]图12示出了具有两个薄位置的薄膜软管的示例性的厚度实际外形,以及
[0201]图13试了具有一个薄位置的薄膜软管的示例性的厚度实际外形。
【具体实施方式】
[0202]图1中的吹塑薄膜设备1(仅在上部区域中示出)基本上由挤出机,具有环形缝隙喷嘴的吹塑头,在其上布置的用于所挤出的薄膜软管的上升路径,校准篮,平展装置和在平展装置上方的牵拉辊对2构成,其中第一牵拉辊3在其位置中能够精细调节地由第一保持件4承载,而第二牵拉辊5由调节缸6水平能推移地支承在滑动轴承保持件7上。调节缸6因此能够将第二牵拉辊5水平地向着第一牵拉辊3移动和从其远离地移动。
[0203]在牵拉辊对2的上方设置有处理辊道8。在那里总共有五个辊,即第一辊9,第二辊10,第三辊11,第四辊12和第五辊13。
[0204]处理辊道8的五个辊交替地布置在虚拟平面14的不同的侧面上,该虚拟平面平行于这两个牵拉辊的中心轴线15(示例性地标示)并且垂直地穿过在两个牵拉辊之间的转折点延伸。虚拟平面包含这样的面,当来自牵拉辊的转折点的平展的薄膜简单地垂直向上上升时,该平面跨过平展的薄膜。在相对于中心轴线15的垂直的截面中,虚拟平面14因此作为垂直走向的线示出,即在牵拉辊对的转折点处开始的且追随的薄膜垂直上升方向。
[0205]第一辊9,第三辊11和第五辊13处于虚拟平面14的第一侧16上;第二辊10和第四辊12相反处于虚拟面14的第二侧17上。
[0206]同时,处理辊道8的所有五个辊如此紧密地在垂直方向上彼此放置,即在辊在虚拟平面14上的水平投影中,第一辊9与第二辊10重叠,第二辊10与第三辊11重叠,第三辊11与第四辊12重叠并且第四辊12与第五辊13重叠,并进而分别构成五个辊的总直径尺寸的三分之一O
[0207]处理辊道8的第一组四个辊9,10,11,12相同大小地设计,而牵拉辊对的两个牵拉辊3,5和第五辊13较大地设计。
[0208]处理辊道8的五个辊的间距18(示意性地示出)彼此分别为至少50mm。
[0209]第一辊9具有速度调节装置,从而使其表面速度能够在旋转时完全精确地以预设的尺度来调节。
[0210]第二辊10配备有驱动装置和调节装置,其能够将第二辊10调整到比第一辊9明显高的圆周速度。
[0211]第三辊和第四辊11,12能够被驱动,例如以与第二辊10相同的速度或者优选比第二辊10慢的速度。
[0212]第五辊13同样可以被驱动,例如至少基本上以与第四辊12相同的速度或者优选比第四辊12慢的速度。
[0213]在此要注意的是,有利的能够是,在拉伸之后变慢,从而能够瓦解在薄膜中的应力。
[0214]第一辊9此外配备有主动加热件和温度传感器(二者未示出),即用于具有至第一辊9的表面的导热连接的用于加热流体的管引导装置,而温度传感器或者能够通过无接触的测量来检测第一辊9的和/或卷出的双层薄膜带的表面温度。
[0215]优选的是温度传感器布置在加热液体的回路中,从而在忍受一定的不精确性的情况下由此出发,即薄膜例如比加热流体的回路温度更冷地卷出。
[0216]理想的方式是,双层薄膜带的卷出温度精确地采取辊表面的温度。相反,在实践中,卷出的薄膜多数稍微热一点或者冷一点,这要视其是否由辊冷却或者加热而定。
[0217]在一个特别精确的实施例中,本领域技术人员可以为了实施而测量单个辊的薄膜的卷出温度,例如无接触地通过或红外传感器,并且根据实际的薄膜温度后续调节辊温度。
[0218]第二辊10,第三辊11和第四辊12可以与彼此无关地分别同样地配备有这样的主动加热件。
[0219]任何情况中,辊、在此第五辊13,配备温度测量装置和主动冷却件。
[0220]在处理辊道8的上方,在通向布置在牵拉辊对2和处理辊道8的上方的换向单元20的路径上布置有两个不被驱动的转向辊19(示意性地标示),其中转向辊19和换向单元20由现有技术充分地公开并且在此不再进一步描述。
[0221]不仅牵拉辊对2的两个牵拉辊3,5而且还有处理辊道8的五个辊以及还有转向辊19都在其端侧支承在机架21上。
[0222]在机架21的侧面设置有两个调温设备22(示意性地标示)。处理辊道8的被调温的辊经由冷却剂管线或者加热剂管线、优选地同样经由温度传感器管线(未示出)与该调温设备22连接。在调温设备22中包含或者在任何情况中涉及的调温设备22配备微控制器(未示出),其能够根据流体回路执行对被调温的辊的温度的按设定调节。
[0223]在吹塑薄膜设备I的运行中,薄膜软管(未示出)由挤出机(未示出)通过环形缝隙喷嘴(未示出)挤出。薄膜软管沿着吹塑薄膜设备I向上地被牵拉、穿过校准篮(未示出)和平展装置(未示出)。在平展装置的端部处,薄膜软管尽可能地被平展并且以该形式进入到牵拉辊对2中。从那里开始谈及双层薄膜带23。
[0224]双层薄膜带23可以选择性地在直线上升方向中在牵拉辊对2的上方,与虚拟平面14重合地、穿过处理辊道8的辊9,10,11,12,13之间引导并且同时导向到转向辊19上和从那里起向着换向单元20引导。
[0225]在该种情况中,吹塑薄膜设备I相当于常规的吹塑薄膜设备。换向单元在吹塑薄膜设备I的运行中旋转并且因此在立放面的地板(未示出)上的转子(未示出)上产生尽可能均匀地卷绕的薄膜卷轴。
[0226]相反,在可替换的-并且在此优选的-薄膜引导带中,双层薄膜带23分别围绕处理辊道8的五个辊9,10,11,12,13运行,其中由于辊相对于彼此的几何形状的原因,在任何情况中在第二辊10,第三辊11和第四辊12上形成大于180°的包容角。第一辊9的包容角尤其取决于第一辊9相对于牵拉辊对2的定位高度,以及取决于三个辊的直径并且此外也取决于第一辊9相对于虚拟平面14的间距。在此选择的布置中,在第一辊9处的包容角大约为170°。
[0227]同样适用于第五辊13,其中在此尤其相对于虚拟平面14、相对于转向辊19的定位以及在第五辊13和第一转向辊19之间的直径是重要的。
[0228]在描述的配置中,双层薄膜带23在挤出方向上运行,也就是在机器方向上运行、向上穿过牵拉辊对2并且从那里首先在顺时针方向上(所有对于顺时针或者逆时针的描述都相关于附图的剖面观察)围绕第一辊9。第一辊9作为保持辊使用。同时,第一辊9由处理辊道8的内部的总共三个加热或者冷却剂循环中的第一循环穿流,即加热循环。
[0229]在图1中的吹塑薄膜设备I的第一变体方案的配置的情况中,双层薄膜带23例如能够以大约60°C至大约80°C的薄膜进入温度从牵拉辊对2出来。
[0230]第一辊9被如此地调节,即其圆周速度也与在牵拉辊对2中的双层薄膜带23—样。在牵拉辊对2和第一辊9之间的间距因此不对双层薄膜带23产生机械影响。
[0231]因为双层薄膜带23围绕第一辊9的高的缠绕速度,双层薄膜带23以静摩擦在第一辊9上运行,因此精确地预设具有与辊表面一样的速度,即使在静摩擦并不在整个包容角上存在时。
[0232]第一温度循环,也就是穿过在功能上作为保持辊的第一辊9的加热循环,例如设定成产生薄膜中的温度相关于在从之前的第一牵拉辊3中出来时的薄膜温度在正5K和正1K之间的差别。双层薄膜带23因此在环绕第一辊9时被加热大约5K至10K。这种很小的温度差就已经足够明显地改善双层薄膜带23的可加工性,因为吹塑薄膜设备1(图1的下方示出的区域)被如此设定,即薄膜首先在上升的运行中被冷却并且因此在穿过两个牵拉辊3,5时无论如何还具有温度,该温度足够高,在测试的实例中在60 0C和80 °C之间。
[0233]利用仅仅非常少的必须由调温设备22提供的能量,薄膜因此由第一热量快速地在此提升到能够非常良好地加工的温度水平上,从而简化了纵向拉伸。
[0234]第二辊10在示出的实施例中设计成碾薄辊。其在积极的尝试中以相对于第一辊9三倍至四倍的圆周速度驱动。在直至1:3的碾薄比的情况中获得一种薄膜质量,其更确切地说表现为适用于青IC预延展(Silage-Prestrech);相反在高的碾薄比的情况中,也就是确切地说在1:4的方向中或者超过于此,获得更广的可加工性,尤其是在光学薄膜质量方面。
[0235]第二辊10,也就是碾薄辊在积极的尝试中设置作为第二温度循环、也就是一个回火循环的总共三个辊中的第一个。该回火循环穿过第二辊10,第三辊11和第四辊12。在回火循环的回路中的温度相对于之前的第一辊9、也就是保持棍,调节正5K至正20K。
[0236]因此,第二辊10同时承担两个功能:其一方面是碾薄辊,另一方面是调温辊形式的调温站。
[0237]第三辊11和第四辊12设计成调温辊,也就是任何情况下基本保持碾薄辊的很高的温度水平并且由此导致被拉长的双层薄膜带23的去应力,这有助于最小化在其他方面实现的延展收缩的记忆效果。
[0238]设计成冷却辊的第五辊13连接至三个温度循环的第三个,也就是冷却循环。在冷却循环的回路中的温度水平以理想的方式相对于之前的辊,也就是最后的调温辊的回路在负1K至20K之间。
[0239]在处理辊道8的所有的五个辊上,双层薄膜带23主要以静摩擦来环绕。理想的方式是,五个辊因此是表面涂层的,尤其考虑螺纹覆层(Spiralmutung)或者硅树脂涂层
[0240]需要理解的是,对于每个辊来说都可以配备一个抵靠辊或者挤压辊。在样品实验中,但是已经证明没有抵靠辊的运行也是绝对足够的。
[0241]用于调温设备22和三个调温循环的加热-和冷却介质适用水。
[0242]在排出时,吹塑薄膜设备I以在94米/分钟和340米/分钟之间的薄膜速度运行,并且具有在第一辊9和第五辊13之间在1:2和1:3之间的碾薄比,其中还有较低的碾薄比,也即是确切地说I: 2,确切地说适用于青贮预延展产品。
[0243]在不同的本发明的方面的实现中,吹塑薄膜设备I在牵拉辊对2的上方提供用于双层薄膜带23的具有加热件的处理辊道8,也就是具有在第一辊9中的加热的液体循环并且附加地具有在第二辊10,第三辊11和第四辊12中的回火循环。
[0244]在此甚至设置用于双层薄膜带23的多个主动加热件,即总共在四个不同的辊中。
[0245]在多个辊,至少在两个辊中,尤其为加热件配备两个不同的液体循环也提供了自身的优点。
[0246]在本发明的第二方面的实现中,在牵拉辊对2的上方分别设置有作为部分路段的横向指向的处理辊道,因为在处理辊道8的内部从辊至辊,这些辊彼此大约以相对于水平线35°至40°的角度布置,也即是说更确切地水平地彼此指向而不是垂直地。这导致,即辊因为其足够的侧面错位而能够非常低地构造地布置,即在投影的情况中,虚拟平面14产生相交,总体上也就是稍微高于五个辊的直径之和地构造。
[0247]在图2中的吹塑薄膜设备I’的第二变体中,该设备直至牵拉辊对2都相同或者近似地设计。
[0248]在牵拉辊对2的上方和在换向单元20的下方再一次布置五个辊,即第一辊9’,第二辊10’,第三辊11’,第四辊12’和第五辊13’,之前上方地仅仅设置一个转向辊19。
[0249]这五个辊与在图1中的第一变体方案中描述的一样满足相同的功能,同样存在三个调温循环。
[0250]第二辊10’和第四辊12’在第二变体方案中然而与第一辊9’,第三辊11’和第五辊13’一样布置在虚拟平面14的相同侧面上。也就是说所有的辊布置在虚拟平面14的同一侧面上。
[0251]在牵拉辊对2和转向辊19的转折点之间的直接连接是自由的,从而使双层薄膜带23能够选择性地直接向上上升地在不缠绕处理辊道8中的辊的情况下向上引导。
[0252]然而优选的是,该变体方案也被配置为MDO设备,也就是用于纵向拉伸薄膜直至超过双层薄膜带23的塑性流动性。
[0253]处理辊道8的五个辊具有非常小的净间距,其在任何情况下都在5cm之下。在吹塑薄膜设备I’启动时,因此非常难的是,在处理辊道8的辊的示出的运行位置中,薄膜穿引到这些辊之间,即使在辊分别以相对于其前者分别反向的旋转方向驱动时。
[0254]为了穿引双层薄膜带23的开始端(未示出),因此两个辊,也就是第二辊10’和第四辊12’能够向左移动,也就是移动到虚拟平面14的相对的侧面上。双层薄膜待23因此能够简单地垂直穿过五个辊穿引,接下来,第二辊10’和第四辊12’再次移动到虚拟平面14的相同侧面17上,如其余的三个辊定位的那样,并且挤出过程可以作为稳态过程运行。
[0255]优选的是,第二辊10’能够选择性地调节到由辊9’,11’,13’构成的假想平面上,或者甚至超过该平面,从而获得了无级调节的拉伸部段。在预实验中,拉伸长度的可调节性被视为方法技术上是有利的,例如因为在穿过该假想平面时获得相对于错误位置的较高的错误容差。
[0256]在第二辊10’和第四辊12’的穿引位置中,吹塑薄膜设备I’如常规的吹塑薄膜设备一样运行。
[0257]在图3中的薄膜吹塑设备I”的第三变体方案中,选择了如在图2中的吹塑薄膜设备I’的第二变体方案一样的基本相同的构造,然而处理辊道8”的五个辊全部处于虚拟平面14的第一侧16上。因为到换向单元20的输入侧同样处于虚拟平面14的第一侧面16上,因此可以直接从第五辊13”向着换向单元20引导。转向辊19是不必要的。
[0258]第五辊13”此外相对于四个之前的辊如此地布置,即其向着虚拟平面14指向的边缘越过之前的四个辊伸出,从而双层薄膜带23在没有穿引和没有穿过处理辊道8的情况下能够围绕四个之前的辊引导。双层薄膜带23围绕第五辊13”的包容角因此在没有穿引的情况中几乎90°,在穿引的情况中几乎180°,从而确保足够的引导。
[0259]在图3中的吹塑薄膜设备I”的第三变体方案中-如在图2中的薄膜吹塑设备I’的第二变体方案中一样-设置有第二和第四辊的梳形结构,从而利用简单的直线穿引能够在设备启动时穿引薄膜始端。
[0260]在图4中的吹塑薄膜设备I”’的第四设计方案直至牵拉辊对2” ’都如之前的变体方案一样相同地设计。
[0261]第一牵拉辊3”’与到换向单元2的入口一样处于相同的侧面16上,但是在吹塑薄膜设备I”,的第四变体方案中,该第一牵拉辊设计为可移动的,以穿引和封闭牵拉辊对2”,。相反,处于虚拟面14的相对侧面17上的第二牵拉辊5”,,原理上固定地设计。
[0262]在牵拉辊对2”’的上方,处理辊道8” ’的彼此相邻的四个辊处于水平布置中,并且侧面地以及在高度上错位地布置第五辊13”,。
[0263]关于在牵拉辊对2”’上方的虚拟平面14,处理辊道8”’的三个辊因此处于虚拟平面14的第二个,在此右侧的侧面17上,相反处理辊道8”’的两个辊
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