吹膜设备,生产吹膜带的方法和使用其生产的膜

文档序号:1701206 发布日期:2019-12-13 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 吹膜设备,生产吹膜带的方法和使用其生产的膜 (Film blowing apparatus, method of producing film blowing tape, and film produced using the same ) 是由 埃德加·甘德尔海特 于 2013-08-07 设计创作,主要内容包括:在吹膜设备中,已知在拉出处的下游,更精确地在反转单元的下游和缠绕器的上游为所生产的双层膜带提供纵向拉伸。也已知将被向下拉动的膜拉伸,其中由于从拉出处的长的冷却路径,因而必须将膜预热。根据第一特征,本发明提出在拉出处的上方将膜加热并随后将其机械地处理。因此可以非常少的能量使膜从第一温热水平到达可容易地将其处理的温度水平。根据第二特征,本发明提出提供牵引力故障制动器。(In blown film plants, it is known to provide longitudinal stretching of the produced double-layer film strip downstream of the draw-off, more precisely downstream of the reversing unit and upstream of the winder. It is also known to stretch a film to be pulled down, where the film must be preheated due to a long cooling path from the pull. According to a first feature, the invention proposes to heat the film above the draw and then to treat it mechanically. The membrane can therefore be brought from the first warm water level to a temperature level at which it can be easily handled with very little energy. According to a second feature, the invention proposes to provide a traction fault brake.)

吹膜设备,生产吹膜带的方法和使用其生产的膜

本申请是申请公布号CN104540660A的原申请的分案申请,原申请的申请日为2013年08月07日,申请号为201380042064.1,发明名称为“吹膜设备,生产吹膜带的方法和使用其生产的膜”。

本发明涉及吹膜设备,生产吹膜带的方法和使用其生产的膜。

吹膜设备是已知的。将颗粒形式的塑料材料供应给设备,随后该塑料材料在挤出机内在高压下塑化而形成粘性块体。这种块体在吹膜模具中成形为环形并且通过环形喷嘴离开吹膜模具。在刚刚离开环形喷嘴时,块体就已形成膜管。沿着管形成区域向上拉膜管,在该区域内将加压气体引入膜管的内部。这会导致膜管横向膨胀。通过主动冷却方法可实现在距环形喷嘴允许的距离处冷却上升的熔体。在膜管向上过程中,膜管以大部分结晶状态流过校准笼随后通过将管压扁的压扁框架。压扁单元将双层膜带引向预挤压装置。预挤压装置通常包括辊对,膜行进穿过辊之间的通常被称作为“夹点”的间隙。预挤压装置之后是挤压装置,在该挤压装置中,双层膜带确切地形成为在层之间实际上没有气体。从那一时刻开始,最迟而不是在预挤压之前,提供双层膜带。预挤压装置和挤压装置之间的距离的计算方式为:在两对辊对之间的传输期间,膜可释放来自挤出工艺的热量。通过这种方式,将膜带额外地冷却以可处理膜带。这种处理可为切割膜管,以制造两个分开的膜带。

许多设备操作为没有预挤压装置而是将膜从压扁框架直接引导到挤压装置。在具有这种构造的设备中,在上升的膜接触到挤压辊对时,该上升的膜就已冷却到施加在膜表面上的力不会损伤膜或仅轻微损伤膜的程度。实际上,挤压装置通常以比从环形喷嘴挤出膜的速度显著更大的速度来向上牵引膜。示例性的速度比可以是10:1到20:1。在形成环形形状期间,在环形喷嘴上方立刻使用加压气体从内部冲击吹膜,并因此吹膜在横向方向上被拉伸。与此同时,挤压辊对以高速在向上的方向中牵引膜,从而得到在霜线之下的纵向拉伸。

总体来说,因此在霜线之下双向地拉伸膜管。根据最终的膜制品的预期用途,纵向拉伸或横向拉伸可占优势。

但是,吹膜设备通常具有这样的技术缺点,膜的视觉品质不如流延膜的品质。这是由于上升的膜管冷却得相对慢的事实。融化塑料的冷却过程越长,膜表面就会越模糊且透明度越低。

为了能够使用挤压辊对在上升的膜上施加足够的力,必须将膜充分地冷却。鉴于所挤出的膜的低冷却速度,这会导致吹膜设备的高的结构高度。因此在挤压单元上方,双层膜带被尽快地重新定向到水平方向上,被引导经过该设备并且随后向下用于之后的处理步骤。将双层膜带绕成卷用以进一步运输的缠绕器通常设置在设备地点的地板上与设备接近。

有时,拉伸装置设置在缠绕器的上游,其中在本发明中,用语“拉伸”应理解为用于“纵向拉伸”的通用语。

拉伸设备至少在纵向方向上将膜拉伸5%,优选50%以及以上,通常高达1000%。这种设备通常称作“MDOs”,其是指“机器方向取向”,即是指塑料分子在机器的方向上,即在塑料传输通过设备的方向上的取向。

例如,DE 2146266公开了一种拉伸设备,其中挤出机设置在处于竖直行进的吹管反转器上方的机架上。在牵引辊对之后是辊组,其之后依次是第二挤压辊对。第二挤压辊对转动得比第一挤压辊对快,从而双层膜带被在机器方向上拉伸。第一挤压辊对的上游的膜管的冷却路径是可调节的,使得膜管在可能的最高温度下通过该路径,从而可将膜带理想地拉伸而无需额外地加热。通过第二挤压辊对可简单地调节拉伸率,这是由于辊组的辊至少在开始时是被动的。

作为MDO的替换,可在缠绕器的上游提供所谓的压扁包作为拉伸装置。其将膜不可逆地在机器方向上“扩展”0.5%到5%之间,这仅用于补偿沿双层膜带的宽度方向与膜带的直行方向上的重量差,从而可更容易地缠绕和处理膜。

两个拉伸装置,即MDO和压扁包在技术方面具有可比性,这是由于其实现了膜的纵向拉伸。为此,在第一较慢的辊后立即,或例如在附加的从动辊之后,是较快的驱动辊。由于两个辊之间的速度差(所述两个辊也可设计为通过静摩擦分别传输膜的挤压辊对)可改变膜的长度。

两个区域(在其中膜以各个辊的周向速度而传输)之间的距离,也称作“拉伸区”,或当投影到机器方向上时称作“拉伸长度”。

在膜带绕过辊的大至包覆中心部分处,通过静摩擦来传输膜带,因此膜带的速度为辊的周向速度。在膜带于升离点处离开辊的表面之前,静摩擦结束。当随后的辊以更高的周向速度行进时,即当膜带从静摩擦状态转变到动摩擦的更快状态然而仍然在辊表面上且仅随后从辊表面升离时,这尤其重要。

当膜行进到辊上时也适用同样的原则:膜带已经与辊的旋转表面在接触点处发生接触,但是静摩擦仅在接触点之后开始。

为了方便起见,此处使用了用语“点”。膜带从辊处沿着升离线升离并且开始沿着接触线与辊表面发生接触。在侧视图中,二维的膜带在一个维度上缩小而变成线,使得升离线和接触线各自相应地在一个维度上缩小而变成点。

必须要指出地是,作为辊的替代,原则上也可使用挤压辊对用以传输膜。为了方便起见,当涉及挤压辊对和本领域技术人员已知的替换物时,本申请主要仅使用用语“辊”。

挤压辊对倾向于产生安全地抓住膜,这是由于能从两侧来抓住膜表面。但是,从一侧来抓住的辊也会在膜上产生足够的纵向力,例如取决于与待处理的各个膜相互作用的辊的表面设计,并且例如取决于辊的包角。简单的驱动辊通常会具有压力辊,以确保膜实际上由驱动辊更可靠地抓住并且阻止滑动。

本发明要解决的问题是改善现有技术或为其提供替换物。

根据本发明的第一个方面,这种问题由吹膜设备得以解决,所述吹膜设备具有用于挤出膜管的环形喷嘴,具有纵向和横向拉伸膜管的管形成区域,具有用于在机器方向上移动膜管的冷却装置,具有用于将膜管压扁成双层膜带的压扁区,并且具有在冷却装置的一侧的用于牵引膜管的牵引辊对,其中,处理辊线设置在牵引辊的一侧用于纵向拉伸双层膜带,带有用于双层膜带的加热装置,其中在吹膜设备中,机器方向竖直取向为在从下到上的方向中并且处理辊线设置在牵引辊对的上方。

对以下用语进行如下说明:

如前文解释,“牵引辊对”优选地可以是简单的牵引辊对。但是,在本发明中,预牵引辊对也可连接在牵引辊对的上游处,其中牵引通常也指挤压装置或挤压件。

在具有两辊对的装置的情况中,最终实施挤压的牵引辊对原则上设置在预牵引辊对的上方。

牵引辊对与设置在其下方的辊或辊对不同,这是由于牵引辊可引导为完全压扁或几乎压扁状态的管,即作为双层膜带。牵引辊对与压扁膜的表面的两侧均相结合,以降低加压气体被向上挤压到膜管的内空间之外的可能性。

牵引辊的直径通常达到约300mm。也可以为在200mm到400mm之间或更大。当附加地设置了预牵引辊时,其通常具有与牵引辊相同的尺寸。

“处理辊线”是用于双层膜带的传输路径,在所述路径中使得双层膜带接受机械处理和热处理,特别是在机器方向上,即当在该区域的水平面上看时在传输的纵向方向上的不可逆地拉伸。

在处理辊线上设置有至少两个、三个、四个、五个、六个或更多的辊(或挤压辊对),其中这些至少两个、三个、四个、五个、六个或更多的辊必须实现在处理辊线内的不同功能。这些功能可以是:保持、加热、拉伸、回火、冷却、横向拉伸、冲压或层压。

一个辊可同时实现数个功能,例如保持和加热。

通常,人们的目标是使用尽可能最小数量的辊。

“加热装置”是主动加热装置,即,其更特别地装配有带电加热线圈、红外辐射器、激光发射器、热水导管、油加热、通常为带有回路的燃料驱动加热器和/或相对主动的加热装置。挤出导致了大量热量的积累。该热量无论如何都会上升。这些以及膜管也携带热量并将热量传输到拉动区的事实会导致在设备的运行期间,在牵引辊对上方的装配件非常热。但是,用语加热装置并不是指这些被动加热的部件。相反,有待提供主动加热装置。

在大多数情况中,可通过以下事实来确认这种加热装置:其除了实际加热外还具有温度传感器或加热装置具有控制系统,更特别地具有滞环控制系统。

在这种背景中,必须指出地是,在本专利申请的范围内,用语“控制”也包括“开环控制”的概念。因此,上文提及的“控制”更特别地是指技术上的“闭环控制”,即不仅具有用于调整电流值的传感器还包括“开环控制”,即例如加热螺线,其仅间歇地打开并随后再次关闭。

作为加热装置上的温度传感器的替换或附加,也可通过以下事实容易地将加热装置与在运行期间变热的装备区分开,当设备是冷的时候,预加热装置快速导致加热装置升温。因此,加热装置也可用于将设备加热,与如果在设备的上部区域中的设备部件通过设备的运行而被加热相比,这加热更快。

在一个特别优选的实施方式中,布置在牵引辊对的“上方”是指处理辊线无论如何至少部分地垂直直接地位于牵引辊对的上方的布置,这意味当投影在延伸穿过牵引辊对的水平面上时,会导致与牵引辊对的投影相交叉的设计。

如果绕过处理辊线的周向线能以这样的方式投影,则已足够。因此不需要处理辊线中的一个辊可在水平面上投影,使得该辊的投影与牵引辊对的投影相交,但是后者是优选的实施方式。

如果处理辊线的至少一个、两个、三个、四个、五个、六个或多个辊设置成其轴线平行于牵引辊,则是特别有利的。

如已经提及,每个单独的辊可分别由牵引辊对替换。

替换地或累加地,处理辊线的辊可以具有与该牵引辊对相同的尺寸,例如具有范围从200mm到400mm或更大的直径,优选地在250mm到300mm之间,但是也可以比牵引辊对小很多,例如具有在100mm和200mm之间或更小的直径。

当处理辊线的至少一个辊,优选地处理辊线的两个、三个、四个、五个、六个或更多的辊可分别投影在水平面上,使得其与一个或两个牵引辊重叠至少一半时,实现了特别紧凑的布置。

替换地或累加地,当投影在水平面上时,如果处理辊线的辊也彼此相重叠至少一半,则是有利的。

不言而喻,若设计得合适,则超过一半的重叠可更有利。

不太紧凑但是仍然在本发明的扩展范围之内的几何结构可以是这样的几何结构,在其中前文提及的投影不直接导致与牵引辊的重叠。而是,必须想象绕过牵引辊对的圆形包围线的几何结构。该包围线形成了水平的圆形表面。如果处理辊线的一个、数个或甚至所有的辊的垂直投影落入这个表面内,无论部分还是全部,这仍然可产生非常紧凑的设备。简而言之,处理辊线的辊不必须精确垂直地在牵引辊对的上方而是在其大体附近。

在较广泛的意义上,当处理辊线确实提供为侧向地与牵引辊对相邻,分别与吹膜设备的上部区域相邻,但是处理辊线的至少一个辊,优选地处理辊线的数个辊或甚至全部的辊,设置成在测量学上比处理辊线更高时,则也可实现“上方”的位置。如果提供了辊对,则必须在这种背景下考虑辊对夹点的测量学高度。

根据本发明的这个方面,在牵引辊对上方的具有用于双层膜带的加热装置的处理辊线的布置可有利地用于将膜加热到在其经过牵引辊后所具有的温度之上的温度。已经说明,膜必须冷却以安全地穿过牵引辊对,这是因为在那里会在膜上施加力。因此,膜必须被冷却到具有尺寸稳定性的温度以下,以不损伤膜。

但是,为了实施膜的机械处理,更特别地通过拉力进行拉伸形式的处理,如果膜已经被加热则可以是有利的。例如,MDO可在机械纵向拉伸的上游通过大功率的加热辊来加热膜。

本发明基于这样的发现,在膜向上而不向下的路径上,膜可得利于从挤出机和吹膜模具产生的热量。实际上,使上升的膜冷却下来并不容易,但是反之,可以假设在处理辊线内会有较小的温度梯度。与DE 2146266相反,产品的品质因此惊人地相当好。

这归因于以下事实,本发明在初始热量仍然存在的位置处进行精确地干涉,即膜已经被冷却到恰好足以被牵引辊对抓住但是仍然相对暖热并且因此不需要被大幅度地加热。本发明提出了将加热装置设置在牵引辊对上方,这是因为加热装置不必与在设备中的其他位置一样而在那个位置再次强烈地加热。因此,对于任意类型的需要加热的机械处理,这种布置还导致了显著的能量节省。

在现有技术领域中找不到这类设置:EP 1147877 A2在其图5显示的第二实施方式中公开了用于拉伸膜的生产设备,其中初始热量却不再存在于在拉伸辊对之间的拉伸区中,这是因为双层膜带首先被侧向地引导绕过牵引辊对并且在相当往后的位置处拉被伸。更特别地,只有少量或甚至没有来自吹膜过程的上升的第一热量。

同样的适用于US 6413346 B。

US 2976567显示了流延膜设备,而不是吹膜设备。因此其在吹膜模具上方和因此在挤压辊对上方并没有牵引辊对也没有热累积效应。

在US 7396498 B1中,双层膜带的选择性拉拽发生在直接接近吹膜头的非常接近底部处,即实际上在厂房的地板上。

US 5458841在预牵引辊对和牵引辊对之间,也就是在上升的吹膜上方实施了纵向拉伸。但是,那里没有提供对于膜的加热。更确切地说,说明书将拉伸区描述为“冷取向区”。此外,在最后的牵引辊对上方没有发生机械处理。替代地是,通过转向辊立即将吹膜转入水平方向并随后继续向下引导。

DT 1504461提供了用于加热膜管的内芯轴。第一牵引辊对不关闭。在第一牵引辊对之后,通过经过其的超压力来实施拉伸。

在AT 267160中,在牵引辊对内对吹膜进行轧花。

AT 342292提供引导膜管穿过一系列的红外线辐射器,这使膜管的温度增加到拉伸所需的温度。随后通过经过导管将压缩空气引入膜管内从而在横向于挤压方向的方向上拉伸膜管,并且同时通过未显示的装置在纵向方向上拉伸膜管,这导致管的气密闭合以及以比通过挤压辊传输膜管的速度更快的速度来牵引膜管。未精确显示的用于纵向拉伸的装置在该发明的含义为牵引辊,在该牵引辊以外明显不进行进一步地处理。另外,根据这种说明,设备中的挤出发生在从上到下的方向上,使得其不能像本发明一样利用上升热量的优点。

CH 432815也涉及在牵引辊对的上游的设备结构,但是不涉及在牵引辊对之外的设计。

同样的适用于CH 475082。

DE 2132259 C3描述了相当久远的现有技术。

DE 10242174 A1描述了传统的吹膜设备,其中通过在挤压辊的周向速度和内压之间的比来调节纵向拉伸因素、各个膨胀因素。

US 6447278 B1公开了在牵引辊对之后立即侧向引导双层膜带。

US 4086045再次显示了流延膜设备,其因此不非常相关,因为在从挤出机上升的热量上方没有处理。

US 3768949显示了反转单元的早期实施方案,其中通过两个单独的辊来牵引膜管,该两个单独的辊并不相互抵靠而是在较广泛的意义上仍然形成牵引辊对。

US 3340565显示了允许连续调节冷却时间的可旋转的冷却辊。

US 3116787再次显示了流延膜设备,其是久远的现有技术的一部分,这是由于其不包括在被加热的挤出机上方的处理步骤。

US 4676728提供了具有垂直反转杆或辊的反转单元。同样的适用于US5727723。

在DE 3508626 C1中,当启动吹膜设备时,可单独地驱动用于将所到达的膜管穿设到吹膜设备内的辊。可随后将反转杆和转向辊设置成朝向彼此以便其彼此啮合直到其到达操作位置。

在DE 69208002 T2中,膜管的纵向拉伸也仅发生在预牵引辊的上方,即并不发生在牵引辊对处。另外,在冷取向区中并不提供预热。

在GB 2201371 A中,首先将膜管从卷上转开并将膜管引向吹膜设备的上方,在那里将膜管加热并随后垂直向下地引导以及在处理中将膜管膨胀并最终取下膜管和再次卷起膜管。没有在牵引辊对下游提供加热装置并且也没有吹膜模具,从而形成在其上方的热量不存在并且因此不可使用。

WO 2005/102666 A1显示了一种吹膜设备,其中或者可通过垂直调节机构调节预牵引辊对和牵引辊对之间的距离,或者在其中提供具有不同辊的旋转盘,其中,在两种情况中在牵引辊对之后,将双层膜带首先侧向引导然后向下引导。

可在处理辊线的上方,更特别地可在反转单元内提供反转杆。通过反转杆和/或辊的反转旋转,反转单元确保了膜管内可能具有变化厚度的地方的均匀再分布以在辊上实现大体非常均匀的缠绕结果。可例如从EP 0673759A1获得反转单元。

在本专利申请中,反转单元并不应当被看做成“处理辊线”。

处理辊线附加地包括优选地仅辊,但是反转杆或其他用于引导膜或使膜偏转的装置也是可以的。

此外,反转单元并不包括对双层膜带的主动加热。

根据本发明的第二方面,通过吹膜设备解决了该问题,所述吹膜设备具有用于挤出膜管的环形喷嘴,具有用于膜管的纵向和横向拉伸的膜管形成区域,具有用于在机器方向上移动膜管的冷却装置,具有用于使膜管在机器方向上移动的冷却装置,具有用于将膜管压扁成双层膜带的压扁区,并且具有在冷却装置的一侧的用于牵引膜管的牵引辊对,其中在牵引辊对的一侧设置了用于双层膜带的处理辊线用以纵向地拉伸双层膜带,若需要地话具有加热装置,其中处理辊线包括第一拉伸辊和在第一拉伸辊之后的第二拉伸辊,其中牵引辊对适于以牵引辊的速度来驱动并且其中第二拉伸辊适于以比牵引辊的速度和第一拉伸辊的速度更高的拉伸速度来驱动,以便在吹膜设备运行期间,在机器方向上在第一和第二拉伸辊之间拉伸双层膜带,其中在吹膜设备中,在处理辊线内在第一拉伸辊的上游和/或第一拉伸辊上提供有阻止牵引力从第二拉伸辊穿透到牵引辊对的故障制动器。

必须要说明地是,由于其较高的周向速度,第二拉伸辊在朝向其行进的双层膜带上施加了拉力。在准稳态生产过程中,这个拉力遵循“作用力=反作用力”原则。因此,必须在与拉伸辊的机器方向相反的方向上提供用于吸收这种拉力的承载器。在根据DT 2146266的现有技术中,牵引辊对形成了这种承载器。但是本发明是基于这样的发现:目前为止这没有带来吹膜设备的最大潜能。实际上,为了能够吸收快速移动的拉伸辊的拉力,抵靠彼此的牵引辊的按压力必须非常高。但是,关于两个膜层是否会在牵引辊的夹点中焊接在一起的问题不仅取决于温度还取决于在夹点中将两个膜带按压在一起的压力。因此,如果夹点的按压力增加以能够吸收来自快速移动的拉伸辊的拉力,则膜必须相应地在较低的温度下移动穿过牵引辊的夹点。另一方面,根据本发明,如果将故障制动器安装在移动得比牵引辊快的拉伸辊(若需要则是第一拉伸辊,但是在任何情况下是第二拉伸辊)之间,则可减小或甚至消除从拉伸区到达牵引辊的拉力。两个牵引辊的在牵引辊的夹点中的按压力可被设置成最小并且理想地仅需要基于在机器方向上在牵引辊对的上游的主导参数来设置。理想地,不应当达并且在牵引辊对处不承担来自拉伸区的拉力。

一些措施可适合作为“故障制动器”。简单的被动轮不应当落入这个范畴内而是下述的三个具体实施方式中的一个内:

因此,作为三个具体变体中的第一个,拉力故障制动器可具有速度调节保持辊。这必须理解为可以连续或逐渐的方式来调节速度的辊,其中辊的速度通常是指周向速度。这更特别地意味着必须可相对于第二拉伸辊的速度而调节保持辊的速度。

保持辊可以是第一拉伸辊但是也可以设置在第一拉伸辊的上游。

优选的实施方式提供了将保持辊直接设置在牵引辊对的上方并且其后是第一和第二拉伸辊。在这样的实施方式中,第一拉伸辊可为被动的或其可被设定成比第二拉伸辊运动地更慢,特别地至少与牵引辊对的速度大约相同。

第二具体变体可以是:拉力故障制动器包括按压辊。按压辊使双层膜带绕过辊的表面的滑动更加困难。因此,在一个优选的实施方式中,按压辊可以与保持辊相接合。在这种特别优选的实施方式系列中,保持辊也是处理辊线的第一辊和/或在拉伸辊上游的最后一个辊。

第三具体变体提供了:拉力故障制动器具有包角引导件,其用于以至少160度,优选为至少180度来包绕处理辊线中第一辊。第一辊优选地是保持辊。还可以提供选择性的加热辊作为保持辊的替换,所述加热辊优选侧向地设置成与由保持辊和两个拉伸辊形成的一系列辊相距一定距离,以便可以从两侧来加热膜带,也就是首先在选择性的加热辊的第一侧上然后从保持辊的第二侧上来加热,该保持辊可以同时构造为加热辊,特别地对于较厚的膜而言,这具有有利的效果。

为了实现吹膜线的较低的结构高度,可有利地是提供处理辊线的横向取向的辊,其中当双层膜带更水平地而非垂直地行进时应当提供横向取向。更特别地,这适用于至少大体上水平行进的双层膜带。鉴于膜带行进绕过辊和反转杆的事实,可通过膜的实际行进和/或通过两个辊或反转杆的旋转轴线相对比彼此的位置来限定膜带的路经。

更特别地,在两个、三个、四个、五个、六个或多个辊之间的连接路径更平行地而非垂直地延伸,它们之间或者没有例外或者有少数例外。

特别优选,两个、三个、四个、五个、六个或多个辊相对于彼此水平地设置。

从US 6413346 B1得知提供了具有多个辊对并且在其之间设有拉伸区的处理辊线,其朝向垂直挤出方向横向延伸。但是,这里提供的辊对精确地水平设置在牵引辊对的侧部并随后进一步向下通向缠绕器。在该说明书中没有公开反转杆单元。因此其中将膜带向侧部引导是有意义的,这是由于膜带需要被最终向下引导。

如果说明书确实提供了在牵引辊对上方的反转单元,则在处理辊线后,膜不得不再次到达牵引辊上方。直到现在,这种概念阻止了设计工程师在牵引区和反转区之间的非常短的区上横向地引导膜带,更不用说水平地引导膜带。这是因为,必须沿着膜带被侧向引导绕过的每个路径区来将膜带引导返回,这需要多个辊。

本发明是基于这样的发现,在处理辊线中提供更多数量的辊和/或反转杆有时是有意义的。但是,当将在牵引单元和反转单元之间的处理辊线的多个辊尽可能水平地设置时,具有反转单元的吹膜设备具有相当低的结构高度。较低的结构高度意味着较低的厂房高度,这带来了相当大的成本节省。

处理辊线可包括温度闭环控制,其使加热装置在处理辊线的入口处以小于80K,更优选地小于30K的程度来加热双层膜带。

当使用加热辊时,控制系统是测量例如双层膜带上的当前温度还是辊的表面上的当前温度并不重要。在实践中,优选的变体是在其中测量来自辊的流体回流路径的温度。

理论上,控制系统也可不借助于温度传感器而工作,这是由于在吹膜模具和牵引之间的软化上升的温度梯度已给定,因而已相对精确地知道了双层膜带在进入处理辊线处的温度。

关于在处理辊线中的加热装置的重要点是,提供仅稍微超过所进来的双层膜带的温度的升温。

通常,必须指出地是,本专利申请中所给出的温度信息必须理解成技术平均温度。在实践中,该温度沿着辊的长度即沿着膜带的宽度而变化最多1到4K。

因此,可将吹膜设备的能量平衡优化:以当膜管达到校准笼和牵引辊时,其被冷却地恰好足够的方式来调节被向上拉动的膜管的冷却;膜管随后在牵引辊处经过力学临界点并且随后仅需要被再次被非常轻微地加热以可容易地拉伸。

聚丙烯例如可用于膜。在吸热过程期间,即在融化和吹膜期间,融化发生在约160℃到168℃处。在上升期间,即在膜的冷却期间,结晶发生在约115℃到135℃处。在该温度以下,可通过牵引辊对安全地挤压该双层膜带并因此拉伸双层膜带。在牵引辊对之后,加热例如10K到50K的程度已足够使得膜达到非融化点但是允许安全地拉伸膜带的温度。

假设例如在吹膜设备处的室内空气温度TU达到约30℃。在这种情况下,在通常的设备中,膜带以约30℃到达拉伸设备,就大多数情况而言具有稍高的温度。由于膜带快速向前运动所导致的在膜带表面处的强烈的空气流动,一旦在膜带经过牵引后被侧向地引导开,通常就可观察到膜温的快速降低。事实上,就大多数情况而言,双层膜带在牵引处具有约60℃到约80℃之间的温度。

如果在压扁包中实施所计划的拉伸过程,80℃的温度是足够的。对于大多数情况,对MDO中的预拉伸过程而言,85℃左右的温度已足够。并且为了实施MDO中的拉伸,膜带的温度范围应当是,对于聚乙烯为100℃到105℃,对于聚丙烯为130℃到140℃,以及对于聚酰胺约为70℃。因此,取决于应用,在牵引之后直接加热仅几K已足够,或也可仅维持该温度,这也可通过加热装置来实现。

在一个特别优选的实施方式中,处理辊线包括用于加热双层膜带的加热辊以在处理辊线中更好地处理。

加热辊是在吹膜设备运行期间与双层膜带机械接合的辊。吹膜带沿着辊表面的由包角界定的预定区而坐落在加热辊上。在这种接触阶段期间,从加热辊到膜的热流是特别良好的。

加热辊自身优选地构造成在内侧上主动加热的装置,例如尽可能接近表面。

可提供将加热辊设置成沿其辊长度产生分段的温度曲线。加热辊例如可分成两段、三段、四段或更多段。不同的加热流体例如可流经单独的段或可在辊内或在辊上提供主动加热装置。如果辊可以产生分段的温度曲线,则可根据目标温度曲线来处理膜。

也可以与加热辊不同的其他方式来构造用于双层膜带的加热站,例如具有带有热辐射器的加热区。

同样的想法可用于所有随后类型的“辊”,其应当分别仅被理解为“站”的实施例(尽管是优选的)。

加热站,即主要是加热辊,优选地具有温度传感器,以可在固定的温度区间内将其调节。温度区间应当可以这样的方式来调节,双层膜带离开加热站的结果温度在所到达的双层膜带的温度以上到小于50K,优选地小于30K或20K的程度。

以三个实施例对其进行说明:

在处理膜线中的压扁包中,双层膜带的到达温度例如达到60℃,即在牵引辊对处的通常温度。如果在压扁包中,拉伸过程需要80℃的温度,则加热站必须将双层膜带加热仅约20K的程度。与例如在厂房的地板水平面处的第一次拉伸双层膜带的通常设备(即以在压扁包处具有约30℃的到达温度,这需要约50K的加热)相比,节省了加热30K所需的能量。

提出了当双层膜带从加热辊上离开时,其温度升高在正5K到正80K之间,优选的值为:

a.对于压扁包,特别地具有约80℃的离开温度,该值为正5K到正20K之间,

b.对于预拉伸,特别地具有85℃的离开温度,该值在正5K到正25K之间。

提出了处理辊区具有用于双层膜带的纵向拉伸的拉伸区。

在前文已经提及,通过首先在机器方向上提供保持辊或另外的保持装置来建设性地实施拉伸区,该拉伸区又具有在机器方向的下游侧上的拉伸辊,或如上所说明的拉伸辊对,用以比在保持辊上更快地传输双层膜带。

例如,当保持辊和拉伸辊具有相同的直径时,可将拉伸辊的旋转速度设定为较高并且可将保持辊的旋转速度设为较低。在两种情况中,关键点是周向速度的值。根据膜如何经过处理膜线,可通过以相同取向运行的辊以及以相反取向运行的辊实现拉伸区。如果膜经过与拉伸区内侧的两个辊轴线之间的直接连接处,则辊必须在相反的方向中运行,若不是,则在相同的旋转方向中运行。

拉伸区中的“拉伸”比优选地在1:2到1:4之间,更特别地对于用于农业的预拉伸膜可为1:2。拉伸区内1:2到1:10的拉伸比通常必须看做是有利的,但是更特别地为上文提及1:2到1:4的范围。

在拉伸区内的“延展”比高于1:1但是优选地仅高达1:1.05。

保持辊优选地可完成两个功能,即例如被实施成加热辊或实施成任意其他类型的加热站。

一般而言,必须指出地是,在本发明中不确定的数词“一”、“二”等必须不能理解成“确切的一”、“确切的二”等,而是通常作为不确定冠词。因此,表述例如“一个…”、“两个…”等必须理解为“至少一个…”、“至少两个…”等,前提是背景并不是指“确切的一个”、“确切的两个”等精确地是其本意。

在本发明的特别广泛的概念中,为牵引辊对、理想地为挤压辊对的形式的牵引辊可形成加热装置并且甚至可同时作为保持辊。但是,原则上这会导致劣化的实施方式,这是因为当膜仍然被机械地拉动时,受热的牵引辊具有将膜过度加热的风险,使得膜会不可控制地受到损坏。最终,牵引辊对自然还间接地用于处理辊线的保持机构,这是因为其提供了明确并非常窄的速度范围。由于上述原因,但是如果将比拉伸辊运动地更慢的至少一个辊提供为在牵引辊对和快得多的拉伸辊之间的保持辊则是优选的。

这种拉伸区或拉伸长度可理想地具有120cm的最大长度,更特别地50cm或15cm的最大长度,特别地10cm或5cm的最大长度。

发明人所实施的试验显示,尽可能短的拉伸区是有利的,以尽可能地限制双层膜带的横向收缩。在另一方面,如果在处理辊线的辊之间有至少5cm的间隙,则在设备的启动期间,可显著更容易得进行双层膜带的穿设。

如果形成处理辊线的至少一个辊可移动或可旋转离开其位置以有助于穿设,则是优选的。可采用来自US 4086045的该原则,而不具有创造性。

提出了处理辊线具有回火辊或回火辊对或其他结构的回火站,用以在拉伸后释放双层膜带中的拉应力。

发明人的样品试验已经显示,如果拉伸区有第二主动加热装置,更特别地为具有回火辊的回火站的形式,则可显著地减小在拉伸区中在机器方向上拉伸的膜的记忆效应。

第一回火辊也可由拉伸辊形成,和/或可提供一个或数个单独的回火辊。

在回火区中,分别相对于在拉伸区域内的双层膜带的温度,双层膜带可获得在负5K到正30K之间,优选地正/负0K到正20K之间的温度上升。

与此同时,拉伸辊特别优选地构造成第一回火辊并且其后为第一其他回火辊或甚至第二其他回火辊。

数个回火辊优选地具有相同的温度设定,即以在运行期间,给双层膜带提供相同温度的方式来调节所述数个回火辊。在实践中,例如通过设定成相同温度的加热流体的回流路径来容易地实施这种调节,同时接受偏差。

如果连续的辊给双层膜带施加稍微不同的温度,更特别地具有正/负5K或正/负10K的波动范围,则也可实施“相同的温度设定”的想法。

可优选地通过加热辊和/或回火辊在双层膜带内产生目标上升或下降的温度复叠。

通常每个站,即特别是加热站、回火站和冷却站可具有数个辊,双层膜带需要连续地穿过所述数个辊。这样,有助于将膜的温度调节到所需的值。

最后,提出了处理辊线具有用于双层膜带的冷却站,更特别地为冷却辊,尤其是具有主动冷却装置。

在上文提及的温度复叠中,提出了双层膜带的冷却站施加在负5K到负80K之间的温度变化,更特别地在负10K到负20K之间,更特别地到约60℃和/或约室温和/或约40℃到60℃的温度变化。在约60℃的膜温下,还可安全地实施可能提供的反转。

冷却辊可以被认为是冷却辊,甚至其不具有主动冷却装置也是如此。但是,其优选地包括主动冷却装置。

冷却辊更特别地明确包括热耗散装置,例如通过用于冷却装置的由导管而被引入或引出冷却辊的水回路或其他流体回路。

在优选的实施方式中,热交换器,电驱动流体泵和/或冷泵被集成在回路中并与冷却辊相连。

处理辊线可有利地具有闭环控制系统用以改善压扁,其中实施了双层膜带的0.5%到5%的纵向延展。

处理辊线可替换性地具有闭环控制系统,用于纵向拉伸双层膜带到大于5%,优选地大于100%或大于500%。早已给出了用于拉伸区(即如MDO)的可能结构的数据,其具有在拉伸区内的理想地为1:2到1:10的拉伸比和/或具有从保持辊到冷却辊的理想地为1:2到1:4的拉伸比。

已经给出了在处理辊线中,在辊处或在不同构造的站处的双层膜带的处理温度之间的可能的温度梯度。

独立于上文提及的其他临界条件,提出了处理辊线具有用于双层膜带的加热辊,更特别地与在机器方向上的前述站和/或牵引辊的辊温度相比,该加热辊具有正/负0K或正1K到正80K的温度梯度,或在双层膜带快速移动的情况中更高,更特别地其由聚丙烯制成。

作为替换或累加,提出了处理辊线具有用于双层膜带的拉伸辊,与在机器方向上的前述站相比,该拉伸辊具有负10K、优选地正5K到正30K或正50K的温度梯度,或在快速移动的双层膜带的情况中具有更高的温度梯度。

作为替换或累加,提出了处理辊线具有用于双层膜带的回火辊,与在机器方向上的前述站相比,该回火辊具有负10K、优选地正5K到正30K或正50K的温度梯度,或在快速移动的双层膜带的情况中具有更高的温度梯度。

作为替换或累加,提出了处理辊线具有用于双层膜带的冷却辊,与在机器方向上的前述站相比,该回火辊具有负10K到负80K的温度梯度,或在快速移动的双层膜带的情况中具有负100K的温度梯度。

为了将整个设备建造为尽可能地扁平,更特别地是当在其上方设置反转单元时,提出了处理辊线在双层膜的路线中具有横向取向的两个局部区,优选地三个横向取向的局部区,更特别地在牵引辊对上方各自跨过垂直上升的方向。

关于“横向”取向,上文已经解释为,当在辊的侧视图中,即当平行于辊的旋转轴的取向时,可谈及的这种取向,在两个连续的辊之间的直接连接更水平而不是垂直,即具有相对于水平面最大45度的取向,优选为最大30度,尤其优选为最大15度、10度或5度。

结构高度的决定性因素更多在于单独的辊的布置而不是膜的路经。取决于辊的所给定的布置,可将膜的路经设计成延伸绕过一侧或其他侧,但不占据太多的结构高度,这是由于其厚度实际可忽略。

如果在横向设置的局部区中,膜设置为比两个辊的轴线之间的连线更不水平,则也可以是有利的。

根据上文所描述的特征,局部区在牵引辊对上方跨过垂直上升的方向必须以这样的方式来理解,提供在两个连续的辊之间的膜的路径穿过位于牵引辊对的夹点上方的虚拟的垂直设置面。

在这种布置中,辊设置在牵引辊对的上方并在垂直上升的平面的两侧,其中膜运行穿过两侧,优选地来回穿过,以便在保持低结构高度的同时实现在处理辊线中的相对长的膜路径。

本发明的一个优选实施方式提供了,处理辊线包括具有相同的横向取向的三个局部区,更特别在牵引辊对的上方仅一次跨过垂直上升方向。

在这种构造中,例如四个辊设置成至少大体共线,也就是在横向于上升方向,优选为几乎或精确地水平延伸的线中。

处理辊线可通过可移动或可转动的辊来辅助穿设膜。已对此进行了解释。优选地,啮合深度可根据需要,即理想地通过设备的控制系统来电子输入而调节。

必须明确指出地是,除了用于双层膜带的纵向拉伸装置之外,可提供横向拉伸装置,例如具有以分散方式设置的导轨,其中设置了异形夹例如夹子或针,这最终可将膜带横向地拉到机器方向上。

根据本发明的第三方面,通过在吹膜设备中,尤其是在如上文所述的吹膜设备中制造吹膜的方法解决了该问题,所述方法具有以下步骤:

挤出膜管;

在管形成区域内为所述膜管充气以横向拉伸膜管;

使用冷却装置来冷却上升的膜管;

通过压扁单元来压扁膜管以形成双层膜带;

通过牵引辊对来牵引双层膜带,同时纵向拉伸膜管;

其中该方法还包括以下的步骤:

向上引导双层膜带到牵引辊对的上方,并且经过具有加热装置的处理辊线以加热双层膜带;以及

在处理辊线中处理双层膜带,更特别地在处理辊线的拉伸区中拉伸双层膜带,

和/或

在处理辊线内引导双层膜带绕过第一拉伸辊并且绕过在第一拉伸辊之后的第二拉伸辊,

其中以牵引辊的速度来驱动牵引辊对并且其中以下面的拉伸速度来驱动所述第二拉伸辊,所述拉伸速度比牵引辊速度更高并且比所述第一拉伸辊的速度更高,以便在吹膜设备(1)的运行期间,将双层膜带在机器方向上在第一拉伸辊和第二拉伸辊之间拉伸,

其中,在处理辊线中在第一拉伸辊的上游和/或其上提供了阻止牵引力从第二拉伸辊穿透到牵引辊对的故障制动器,从而故障制动器形成用于接收牵引力的承载器。

上文已解释了,这些处理步骤是非常有利的。由于双层膜带形式的膜在牵引辊上方向上运动,因而省去了膜的长的引导,从而可避免在牵引辊之后将吸收了大量能量的膜进一步冷却。

因此,通过添加仅少量的额外能量就可使膜从其初始温度到达更适于进一步处理的温度,并且随后例如可将其拉伸,更特别地延伸或拉伸或其他处理;例如可处理表面和/或可将膜轧花和/或可粘合或镶嵌部件,例如主动或被动震荡回路,通常指RFID芯片,和/或可对膜进行辐照和/或可将膜层压,和/或可使膜接受电晕处理和/或可将膜轧花和/或可施加粘合剂和/或可施加润滑剂和/或可施加防雾涂层和/或可实施双层膜带的目标退火以支持添加剂的迁移,如果添加剂将移到膜的表面并在那里作用,从而可免除下游的回火或承载器,其中迁移大体上是温度的函数。

作为附加或替换,可实施膜的收缩值的目标性操控。可通过足够长的回火到提供所谓的没有收缩的“死膜”的程度来降低拉伸后的收缩。作为替代地是,通过目标性的拉力“冻结”也可实现提高收缩值,更特别地在机器方向上的收缩值的增加。

作为附加或替换,实施对卷边的目标性调节,直到在非对称膜结构中避免卷边的程度。

在前文提及的实施中,可以目标性的方式来有利地使用该方法和吹膜设备。

处理辊线的一个或数个辊可移动或旋转远离其运行位置用以穿设双层膜带,并且在穿设后,可通过返回移动或返回旋转而将穿设后的双层膜带张紧。

最后,根据本发明的第四方面,通过吹膜设备和/或通过上文描述的方法生产的膜解决了该问题。

该设备以及方法对所完成的膜具有显而易见并且可重现的影响,这是由于当将已经很热的分子立即再加热并随后将其拉伸以替代使其首先冷却时,导致了特别均匀的双轴拉伸膜。

如果使膜首先冷却,则自然需要将膜加热到所需的高温范围,以使吹膜设备更有效地运行,这会导致前文所述的可预见的不均匀的膜性质。

因此,也可证实使用所提出的方法生产的膜产品的品质是有利的,前提是根据本发明来设定吹膜生产的参数。

具体实施方式

中的一个内:

因此,作为三个具体变体中的第一个,拉力故障制动器可具有速度调节保持辊。这必须理解为可以连续或逐渐的方式来调节速度的辊,其中辊的速度通常是指周向速度。这更特别地意味着必须可相对于第二拉伸辊的速度而调节保持辊的速度。

保持辊可以是第一拉伸辊但是也可以设置在第一拉伸辊的上游。

优选的实施方式提供了将保持辊直接设置在牵引辊对的上方并且其后是第一和第二拉伸辊。在这样的实施方式中,第一拉伸辊可为被动的或其可被设定成比第二拉伸辊运动地更慢,特别地至少与牵引辊对的速度大约相同。

第二具体变体可以是:拉力故障制动器包括按压辊。按压辊使双层膜带绕过辊的表面的滑动更加困难。因此,在一个优选的实施方式中,按压辊可以与保持辊相接合。在这种特别优选的实施方式系列中,保持辊也是处理辊线的第一辊和/或在拉伸辊上游的最后一个辊。

第三具体变体提供了:拉力故障制动器具有包角引导件,其用于以至少160度,优选为至少180度来包绕处理辊线中第一辊。第一辊优选地是保持辊。还可以提供选择性的加热辊作为保持辊的替换,所述加热辊优选侧向地设置成与由保持辊和两个拉伸辊形成的一系列辊相距一定距离,以便可以从两侧来加热膜带,也就是首先在选择性的加热辊的第一侧上然后从保持辊的第二侧上来加热,该保持辊可以同时构造为加热辊,特别地对于较厚的膜而言,这具有有利的效果。

为了实现吹膜线的较低的结构高度,可有利地是提供处理辊线的横向取向的辊,其中当双层膜带更水平地而非垂直地行进时应当提供横向取向。更特别地,这适用于至少大体上水平行进的双层膜带。鉴于膜带行进绕过辊和反转杆的事实,可通过膜的实际行进和/或通过两个辊或反转杆的旋转轴线相对比彼此的位置来限定膜带的路经。

更特别地,在两个、三个、四个、五个、六个或多个辊之间的连接路径更平行地而非垂直地延伸,它们之间或者没有例外或者有少数例外。

特别优选,两个、三个、四个、五个、六个或多个辊相对于彼此水平地设置。

从US 6413346 B1得知提供了具有多个辊对并且在其之间设有拉伸区的处理辊线,其朝向垂直挤出方向横向延伸。但是,这里提供的辊对精确地水平设置在牵引辊对的侧部并随后进一步向下通向缠绕器。在该说明书中没有公开反转杆单元。因此其中将膜带向侧部引导是有意义的,这是由于膜带需要被最终向下引导。

如果说明书确实提供了在牵引辊对上方的反转单元,则在处理辊线后,膜不得不再次到达牵引辊上方。直到现在,这种概念阻止了设计工程师在牵引区和反转区之间的非常短的区上横向地引导膜带,更不用说水平地引导膜带。这是因为,必须沿着膜带被侧向引导绕过的每个路径区来将膜带引导返回,这需要多个辊。

本发明是基于这样的发现,在处理辊线中提供更多数量的辊和/或反转杆有时是有意义的。但是,当将在牵引单元和反转单元之间的处理辊线的多个辊尽可能水平地设置时,具有反转单元的吹膜设备具有相当低的结构高度。较低的结构高度意味着较低的厂房高度,这带来了相当大的成本节省。

处理辊线可包括温度闭环控制,其使加热装置在处理辊线的入口处以小于80K,更优选地小于30K的程度来加热双层膜带。

当使用加热辊时,控制系统是测量例如双层膜带上的当前温度还是辊的表面上的当前温度并不重要。在实践中,优选的变体是在其中测量来自辊的流体回流路径的温度。

理论上,控制系统也可不借助于温度传感器而工作,这是由于在吹膜模具和牵引之间的软化上升的温度梯度已给定,因而已相对精确地知道了双层膜带在进入处理辊线处的温度。

关于在处理辊线中的加热装置的重要点是,提供仅稍微超过所进来的双层膜带的温度的升温。

通常,必须指出地是,本专利申请中所给出的温度信息必须理解成技术平均温度。在实践中,该温度沿着辊的长度即沿着膜带的宽度而变化最多1到4K。

因此,可将吹膜设备的能量平衡优化:以当膜管达到校准笼和牵引辊时,其被冷却地恰好足够的方式来调节被向上拉动的膜管的冷却;膜管随后在牵引辊处经过力学临界点并且随后仅需要被再次被非常轻微地加热以可容易地拉伸。

聚丙烯例如可用于膜。在吸热过程期间,即在融化和吹膜期间,融化发生在约160℃到168℃处。在上升期间,即在膜的冷却期间,结晶发生在约115℃到135℃处。在该温度以下,可通过牵引辊对安全地挤压该双层膜带并因此拉伸双层膜带。在牵引辊对之后,加热例如10K到50K的程度已足够使得膜达到非融化点但是允许安全地拉伸膜带的温度。

假设例如在吹膜设备处的室内空气温度TU达到约30℃。在这种情况下,在通常的设备中,膜带以约30℃到达拉伸设备,就大多数情况而言具有稍高的温度。由于膜带快速向前运动所导致的在膜带表面处的强烈的空气流动,一旦在膜带经过牵引后被侧向地引导开,通常就可观察到膜温的快速降低。事实上,就大多数情况而言,双层膜带在牵引处具有约60℃到约80℃之间的温度。

如果在压扁包中实施所计划的拉伸过程,80℃的温度是足够的。对于大多数情况,对MDO中的预拉伸过程而言,85℃左右的温度已足够。并且为了实施MDO中的拉伸,膜带的温度范围应当是,对于聚乙烯为100℃到105℃,对于聚丙烯为130℃到140℃,以及对于聚酰胺约为70℃。因此,取决于应用,在牵引之后直接加热仅几K已足够,或也可仅维持该温度,这也可通过加热装置来实现。

在一个特别优选的实施方式中,处理辊线包括用于加热双层膜带的加热辊以在处理辊线中更好地处理。

加热辊是在吹膜设备运行期间与双层膜带机械接合的辊。吹膜带沿着辊表面的由包角界定的预定区而坐落在加热辊上。在这种接触阶段期间,从加热辊到膜的热流是特别良好的。

加热辊自身优选地构造成在内侧上主动加热的装置,例如尽可能接近表面。

可提供将加热辊设置成沿其辊长度产生分段的温度曲线。加热辊例如可分成两段、三段、四段或更多段。不同的加热流体例如可流经单独的段或可在辊内或在辊上提供主动加热装置。如果辊可以产生分段的温度曲线,则可根据目标温度曲线来处理膜。

也可以与加热辊不同的其他方式来构造用于双层膜带的加热站,例如具有带有热辐射器的加热区。

同样的想法可用于所有随后类型的“辊”,其应当分别仅被理解为“站”的实施例(尽管是优选的)。

加热站,即主要是加热辊,优选地具有温度传感器,以可在固定的温度区间内将其调节。温度区间应当可以这样的方式来调节,双层膜带离开加热站的结果温度在所到达的双层膜带的温度以上到小于50K,优选地小于30K或20K的程度。

以三个实施例对其进行说明:

在处理膜线中的压扁包中,双层膜带的到达温度例如达到60℃,即在牵引辊对处的通常温度。如果在压扁包中,拉伸过程需要80℃的温度,则加热站必须将双层膜带加热仅约20K的程度。与例如在厂房的地板水平面处的第一次拉伸双层膜带的通常设备(即以在压扁包处具有约30℃的到达温度,这需要约50K的加热)相比,节省了加热30K所需的能量。

提出了当双层膜带从加热辊上离开时,其温度升高在正5K到正80K之间,优选的值为:

a.对于压扁包,特别地具有约80℃的离开温度,该值为正5K到正20K之间,

b.对于预拉伸,特别地具有85℃的离开温度,该值在正5K到正25K之间。

提出了处理辊区具有用于双层膜带的纵向拉伸的拉伸区。

在前文已经提及,通过首先在机器方向上提供保持辊或另外的保持装置来建设性地实施拉伸区,该拉伸区又具有在机器方向的下游侧上的拉伸辊,或如上所说明的拉伸辊对,用以比在保持辊上更快地传输双层膜带。

例如,当保持辊和拉伸辊具有相同的直径时,可将拉伸辊的旋转速度设定为较高并且可将保持辊的旋转速度设为较低。在两种情况中,关键点是周向速度的值。根据膜如何经过处理膜线,可通过以相同取向运行的辊以及以相反取向运行的辊实现拉伸区。如果膜经过与拉伸区内侧的两个辊轴线之间的直接连接处,则辊必须在相反的方向中运行,若不是,则在相同的旋转方向中运行。

拉伸区中的“拉伸”比优选地在1:2到1:4之间,更特别地对于用于农业的预拉伸膜可为1:2。拉伸区内1:2到1:10的拉伸比通常必须看做是有利的,但是更特别地为上文提及1:2到1:4的范围。

在拉伸区内的“延展”比高于1:1但是优选地仅高达1:1.05。

保持辊优选地可完成两个功能,即例如被实施成加热辊或实施成任意其他类型的加热站。

一般而言,必须指出地是,在本发明中不确定的数词“一”、“二”等必须不能理解成“确切的一”、“确切的二”等,而是通常作为不确定冠词。因此,表述例如“一个…”、“两个…”等必须理解为“至少一个…”、“至少两个…”等,前提是背景并不是指“确切的一个”、“确切的两个”等精确地是其本意。

在本发明的特别广泛的概念中,为牵引辊对、理想地为挤压辊对的形式的牵引辊可形成加热装置并且甚至可同时作为保持辊。但是,原则上这会导致劣化的实施方式,这是因为当膜仍然被机械地拉动时,受热的牵引辊具有将膜过度加热的风险,使得膜会不可控制地受到损坏。最终,牵引辊对自然还间接地用于处理辊线的保持机构,这是因为其提供了明确并非常窄的速度范围。由于上述原因,但是如果将比拉伸辊运动地更慢的至少一个辊提供为在牵引辊对和快得多的拉伸辊之间的保持辊则是优选的。

这种拉伸区或拉伸长度可理想地具有120cm的最大长度,更特别地50cm或15cm的最大长度,特别地10cm或5cm的最大长度。

发明人所实施的试验显示,尽可能短的拉伸区是有利的,以尽可能地限制双层膜带的横向收缩。在另一方面,如果在处理辊线的辊之间有至少5cm的间隙,则在设备的启动期间,可显著更容易得进行双层膜带的穿设。

如果形成处理辊线的至少一个辊可移动或可旋转离开其位置以有助于穿设,则是优选的。可采用来自US 4086045的该原则,而不具有创造性。

提出了处理辊线具有回火辊或回火辊对或其他结构的回火站,用以在拉伸后释放双层膜带中的拉应力。

发明人的样品试验已经显示,如果拉伸区有第二主动加热装置,更特别地为具有回火辊的回火站的形式,则可显著地减小在拉伸区中在机器方向上拉伸的膜的记忆效应。

第一回火辊也可由拉伸辊形成,和/或可提供一个或数个单独的回火辊。

在回火区中,分别相对于在拉伸区域内的双层膜带的温度,双层膜带可获得在负5K到正30K之间,优选地正/负0K到正20K之间的温度上升。

与此同时,拉伸辊特别优选地构造成第一回火辊并且其后为第一其他回火辊或甚至第二其他回火辊。

数个回火辊优选地具有相同的温度设定,即以在运行期间,给双层膜带提供相同温度的方式来调节所述数个回火辊。在实践中,例如通过设定成相同温度的加热流体的回流路径来容易地实施这种调节,同时接受偏差。

如果连续的辊给双层膜带施加稍微不同的温度,更特别地具有正/负5K或正/负10K的波动范围,则也可实施“相同的温度设定”的想法。

可优选地通过加热辊和/或回火辊在双层膜带内产生目标上升或下降的温度复叠。

通常每个站,即特别是加热站、回火站和冷却站可具有数个辊,双层膜带需要连续地穿过所述数个辊。这样,有助于将膜的温度调节到所需的值。

最后,提出了处理辊线具有用于双层膜带的冷却站,更特别地为冷却辊,尤其是具有主动冷却装置。

在上文提及的温度复叠中,提出了双层膜带的冷却站施加在负5K到负80K之间的温度变化,更特别地在负10K到负20K之间,更特别地到约60℃和/或约室温和/或约40℃到60℃的温度变化。在约60℃的膜温下,还可安全地实施可能提供的反转。

冷却辊可以被认为是冷却辊,甚至其不具有主动冷却装置也是如此。但是,其优选地包括主动冷却装置。

冷却辊更特别地明确包括热耗散装置,例如通过用于冷却装置的由导管而被引入或引出冷却辊的水回路或其他流体回路。

在优选的实施方式中,热交换器,电驱动流体泵和/或冷泵被集成在回路中并与冷却辊相连。

处理辊线可有利地具有闭环控制系统用以改善压扁,其中实施了双层膜带的0.5%到5%的纵向延展。

处理辊线可替换性地具有闭环控制系统,用于纵向拉伸双层膜带到大于5%,优选地大于100%或大于500%。早已给出了用于拉伸区(即如MDO)的可能结构的数据,其具有在拉伸区内的理想地为1:2到1:10的拉伸比和/或具有从保持辊到冷却辊的理想地为1:2到1:4的拉伸比。

已经给出了在处理辊线中,在辊处或在不同构造的站处的双层膜带的处理温度之间的可能的温度梯度。

独立于上文提及的其他临界条件,提出了处理辊线具有用于双层膜带的加热辊,更特别地与在机器方向上的前述站和/或牵引辊的辊温度相比,该加热辊具有正/负0K或正1K到正80K的温度梯度,或在双层膜带快速移动的情况中更高,更特别地其由聚丙烯制成。

作为替换或累加,提出了处理辊线具有用于双层膜带的拉伸辊,与在机器方向上的前述站相比,该拉伸辊具有负10K、优选地正5K到正30K或正50K的温度梯度,或在快速移动的双层膜带的情况中具有更高的温度梯度。

作为替换或累加,提出了处理辊线具有用于双层膜带的回火辊,与在机器方向上的前述站相比,该回火辊具有负10K、优选地正5K到正30K或正50K的温度梯度,或在快速移动的双层膜带的情况中具有更高的温度梯度。

作为替换或累加,提出了处理辊线具有用于双层膜带的冷却辊,与在机器方向上的前述站相比,该回火辊具有负10K到负80K的温度梯度,或在快速移动的双层膜带的情况中具有负100K的温度梯度。

为了将整个设备建造为尽可能地扁平,更特别地是当在其上方设置反转单元时,提出了处理辊线在双层膜的路线中具有横向取向的两个局部区,优选地三个横向取向的局部区,更特别地在牵引辊对上方各自跨过垂直上升的方向。

关于“横向”取向,上文已经解释为,当在辊的侧视图中,即当平行于辊的旋转轴的取向时,可谈及的这种取向,在两个连续的辊之间的直接连接更水平而不是垂直,即具有相对于水平面最大45度的取向,优选为最大30度,尤其优选为最大15度、10度或5度。

结构高度的决定性因素更多在于单独的辊的布置而不是膜的路经。取决于辊的所给定的布置,可将膜的路经设计成延伸绕过一侧或其他侧,但不占据太多的结构高度,这是由于其厚度实际可忽略。

如果在横向设置的局部区中,膜设置为比两个辊的轴线之间的连线更不水平,则也可以是有利的。

根据上文所描述的特征,局部区在牵引辊对上方跨过垂直上升的方向必须以这样的方式来理解,提供在两个连续的辊之间的膜的路径穿过位于牵引辊对的夹点上方的虚拟的垂直设置面。

在这种布置中,辊设置在牵引辊对的上方并在垂直上升的平面的两侧,其中膜运行穿过两侧,优选地来回穿过,以便在保持低结构高度的同时实现在处理辊线中的相对长的膜路径。

本发明的一个优选实施方式提供了,处理辊线包括具有相同的横向取向的三个局部区,更特别在牵引辊对的上方仅一次跨过垂直上升方向。

在这种构造中,例如四个辊设置成至少大体共线,也就是在横向于上升方向,优选为几乎或精确地水平延伸的线中。

处理辊线可通过可移动或可转动的辊来辅助穿设膜。已对此进行了解释。优选地,啮合深度可根据需要,即理想地通过设备的控制系统来电子输入而调节。

必须明确指出地是,除了用于双层膜带的纵向拉伸装置之外,可提供横向拉伸装置,例如具有以分散方式设置的导轨,其中设置了异形夹例如夹子或针,这最终可将膜带横向地拉到机器方向上。

根据本发明的第三方面,通过在吹膜设备中,尤其是在如上文所述的吹膜设备中制造吹膜的方法解决了该问题,所述方法具有以下步骤:

挤出膜管;

在管形成区域内为所述膜管充气以横向拉伸膜管;

使用冷却装置来冷却上升的膜管;

通过压扁单元来压扁膜管以形成双层膜带;

通过牵引辊对来牵引双层膜带,同时纵向拉伸膜管;

其中该方法还包括以下的步骤:

向上引导双层膜带到牵引辊对的上方,并且经过具有加热装置的处理辊线以加热双层膜带;以及

在处理辊线中处理双层膜带,更特别地在处理辊线的拉伸区中拉伸双层膜带,

和/或

在处理辊线内引导双层膜带绕过第一拉伸辊并且绕过在第一拉伸辊之后的第二拉伸辊,

其中以牵引辊的速度来驱动牵引辊对并且其中以下面的拉伸速度来驱动所述第二拉伸辊,所述拉伸速度比牵引辊速度更高并且比所述第一拉伸辊的速度更高,以便在吹膜设备(1)的运行期间,将双层膜带在机器方向上在第一拉伸辊和第二拉伸辊之间拉伸,

其中,在处理辊线中在第一拉伸辊的上游和/或其上提供了阻止牵引力从第二拉伸辊穿透到牵引辊对的故障制动器,从而故障制动器形成用于接收牵引力的承载器。

上文已解释了,这些处理步骤是非常有利的。由于双层膜带形式的膜在牵引辊上方向上运动,因而省去了膜的长的引导,从而可避免在牵引辊之后将吸收了大量能量的膜进一步冷却。

因此,通过添加仅少量的额外能量就可使膜从其初始温度到达更适于进一步处理的温度,并且随后例如可将其拉伸,更特别地延伸或拉伸或其他处理;例如可处理表面和/或可将膜轧花和/或可粘合或镶嵌部件,例如主动或被动震荡回路,通常指RFID芯片,和/或可对膜进行辐照和/或可将膜层压,和/或可使膜接受电晕处理和/或可将膜轧花和/或可施加粘合剂和/或可施加润滑剂和/或可施加防雾涂层和/或可实施双层膜带的目标退火以支持添加剂的迁移,如果添加剂将移到膜的表面并在那里作用,从而可免除下游的回火或承载器,其中迁移大体上是温度的函数。

作为附加或替换,可实施膜的收缩值的目标性操控。可通过足够长的回火到提供所谓的没有收缩的“死膜”的程度来降低拉伸后的收缩。作为替代地是,通过目标性的拉力“冻结”也可实现提高收缩值,更特别地在机器方向上的收缩值的增加。

作为附加或替换,实施对卷边的目标性调节,直到在非对称膜结构中避免卷边的程度。

在前文提及的实施中,可以目标性的方式来有利地使用该方法和吹膜设备。

处理辊线的一个或数个辊可移动或旋转远离其运行位置用以穿设双层膜带,并且在穿设后,可通过返回移动或返回旋转而将穿设后的双层膜带张紧。

最后,根据本发明的第四方面,通过吹膜设备和/或通过上文描述的方法生产的膜解决了该问题。

该设备以及方法对所完成的膜具有显而易见并且可重现的影响,这是由于当将已经很热的分子立即再加热并随后将其拉伸以替代使其首先冷却时,导致了特别均匀的双轴拉伸膜。

如果使膜首先冷却,则自然需要将膜加热到所需的高温范围,以使吹膜设备更有效地运行,这会导致前文所述的可预见的不均匀的膜性质。

因此,也可证实使用所提出的方法生产的膜产品的品质是有利的,前提是根据本发明来设定吹膜生产的参数。

附图说明

在下文中,参照附图基于六个示例性的实施方式更详细地描述了本发明:

图1示意性地显示了垂直于牵引辊对、穿过具有五个辊的处理辊线的第一变体和设置在其上方的反转单元的纵剖面,

图2显示了与图1相同的剖面,显示了具有五个辊的处理辊线的第二变体和设置在其上方的反转单元,

图3显示了与图1相同的剖面,显示了具有五个辊的处理辊线的第三变体和设置在其上方的反转单元,

图4示意性地显示了穿过牵引辊对、具有五个辊的处理辊线的第四变体和设置在其上方的反转单元的纵剖面,其具有较低的结构高度,更特别地作为MDO单元的一个实施方式,

图5示意性地显示了穿过牵引辊对、具有四个辊的处理辊线第五变体和设置在其上方的反转单元的的纵剖面,更特别地为用于压扁包的一个实施方式,以及

图6示意性地显示了具有尽量小的结构高度的处理辊线的可能的第六变体,

图7显示了关于纵向拉应力σ根据塑料膜的纵向应变ε的改变的图;

图8示意性地显示了穿过牵引辊对、具有五个辊的处理辊线第六变体和设置在其上方的反转单元的纵剖图,以及

图9示意性地显示了穿过牵引辊对、具有用于四个处理站的六个辊的处理辊线的第七变体和具有设置在其上方的反转单元的纵剖面。

具体实施方式

图1中的吹膜设备1(仅显示了其上部区域)大体上包括挤出机、具有环形喷嘴的吹膜模具、设置在其上方用于所挤出的膜管的上升部分、校准笼、压扁单元和在压扁单元上方的牵引辊对2,其中,第一牵引辊3由第一保持件4保持并且其位置可细微地调节,然而第二牵引辊5以通过调节气缸6可水平移动的方式设置在滑动承载器座7上。调节气缸6可因此水平地移动第二牵引辊5朝向和远离第一牵引辊3。

处理辊线8设置在牵引辊对2的上方。在这里共设置有五个辊,即第一辊9、第二辊10、第三辊11、第四辊12和第五辊13。

处理辊线8的五个辊交替地设置在虚拟平面14的不同的侧上,所述虚拟平面14与两个牵引辊的中心轴线15(示例性标记)平行并且垂直穿过该两个牵引辊的夹点。虚拟平面包括这样的表面,如果从牵引辊的夹点出来的压扁的膜简单地垂直向上升起则该压扁的膜会必然会穿过该表面。在垂直于中心轴线15的纵剖图中,虚拟平面14因此显示为垂直延伸的线,也就是从牵引辊对的夹点处开始并沿着膜上升的垂直方向。

第一辊9、第三辊11和第五辊13位于虚拟平面14的第一侧16上;另一方面,第二辊10和第四辊12位于虚拟平面14的相对的第二侧17上。

与此同时,处理辊线8的全部五个辊被垂直地设置成彼此接近,使得辊在虚拟平面14上的水平投影导致第一辊9与第二辊10、第二辊10与第三辊11、第三辊11与第四辊12以及第四辊12与第五辊13分别重叠,也就是五个辊的总直径的三分之一分别重叠。

处理辊线8的前四个辊9、10、11、12具有相同的尺寸,然而牵引辊对2的两个牵引辊3、5和第五个辊13较大。

处理辊线8的五个辊之间的距离18(示例性标记)分别达到至少50mm。

第一辊9装配有调速器,从而在旋转期间可将其表面速度非常精确地调整到给定的量。

第二辊10装配有驱动器和闭环控制器,其能够将第二辊10调节到比第一辊9显著更高的周向速度。

第三辊11和第四辊12可被驱动,在一些情况中,例如能够将第三辊11和第四辊12驱动为与第二辊10的速度相同或优选地比第二辊10的速度更慢。

第五辊13也可被驱动,例如可将其驱动为与第四辊12的速度至少大体相同或优选地比第四辊12的速度更慢。

必须指出地是,为了使得膜内的拉应力消散,在拉伸后减速是有利的。

第一辊9还装配有主动加热装置和温度传感器(两者均未显示),也就是用于加热流体并且与第一辊9的表面导热性相连的管道,同时温度传感器可通过非接触测量方式来测量第一辊9和/或移动的双层膜带的表面温度。

温度传感器优选地设置在加热流体的回流管中,以便于在接收一定的不精确性时,可假设膜会在比加热流体的回流温度稍冷的温度下离开。

双层膜带的离开温度理想地与辊表面的温度精确地相对应。但是在实践中,随着膜的离开,膜会略微更热或更冷,这取决于其被辊加热还是冷却。

为了实施特别精确的实施方式,本领域技术人员可在每一个单独的辊处测量膜的离开温度,例如通过红外传感器进行非接触式测量,并且基于真实的膜的温度来调节辊的温度。

彼此独立地是,第二辊10、第三辊11和第四辊12也可分别装配这类主动加热装置。

无论如何,一个辊此(处为第五辊13)装配有温度传感器和主动冷却装置。

两个非驱动转向辊19(示例性标记)设置在处理辊线8的上方并且处于朝向反转单元20的路径上,该反转单元20设置在牵引辊对2和处理轴线8的上方,其中从现有技术可充分地得知转向辊19和反转单元20,因此不需要任何进一步的限定。

牵引辊对2的两个牵引辊3、5和处理辊线8的五个处理辊以及转向辊19以其前侧部承载在机器框架21上。

两个回火装置22(示例性标记)设置在机器框架21的旁侧。处理辊线8的回火辊通过冷却剂导管、各个热介质导管,优选地也通过温度传感器数据线(未显示)与回火装置22相连。在回火装置22中也提供有或至少可与回火装置22相连的电子微型控制器(未显示),所述微型控制器能够通过流体回流而实行对回火辊温度的调整控制。

在吹膜设备1的运行期间,通过挤出机(未显示)将膜管(未显示)挤压穿过环形喷嘴(未显示)。沿着吹膜设备1向上拉膜管并穿过校准笼(未显示)和压扁单元(未显示)。在压扁单元的端部,膜管大部分被压扁并且以这种形式进入牵引辊对2中。从那里开始,其必须被称为双层膜带23。

可任选地沿在牵引辊对2上方的与虚拟平面14一致的直线上升的方向,将双层膜带23传递经过处理辊线8的辊9、10、11、12、13,并且立即到转向辊19上并从那里开始被引导朝向反转单元20。

在这种情况下,吹膜设备1是通常的吹膜设备。在吹膜设备1的运行期间,反转单元旋转并且在设备位置(未显示)的地板上的卷轴(未显示)上制造出尽可能均匀的膜卷。

在另一方面,在作为替代和优选的膜传输线上,双层膜带23分别行进绕过处理辊线8的五个辊9、10、11、12、13,其中辊相对于彼此的几何结构导致了至少在第二辊10、第三辊11和第四辊12上的大于180度的包角。第一辊9的包角更特别地取决于第一辊9相对于牵引辊对2的设置高度,也取决于这三个辊的直径,并且还取决于第一辊9和虚拟平面14之间的距离。在这里所选择的实施方式中,在第一辊9处的包角为约170度。

这也适用于第五辊13,这里的相关标准更特别地是相对于虚拟平面14、第一转向辊19的位置,以及第五辊13和第一转向辊19之间的直径。

在所描述的结构中,双层膜带23随后在挤出方向上,即在机器方向上,向上行进通过牵引辊对2并且随后首先以顺时针方向被引导绕过第一辊9(关于顺时针和逆时针的指示是基于该图的剖面图)。第一辊9用作保持辊。与此同时,在处理辊线8中的全部三个热介质或冷却剂导管中的第一个流动穿过第一辊9,也就是加热回路。

在根据图1的吹膜设备1的第一变体的结构中,双层膜带23可来自具有约60℃到约80℃的膜横进给温度的牵引辊对2。

可以下面方式来调节第一辊9,使第一辊9的周向速度与双层膜带23在牵引辊对2处受到的周向速度相同。因此双层膜带23在牵引辊对2和第一辊9之间的间隙中并不受到机械处理。

归因于双层膜带23绕过第一辊9的大的包角,双层膜带23通过静摩擦在第一辊9上行进,即精确地与辊表面的速度相同而行进,即使没有沿着整个包角来提供静摩擦时也是如此。

将第一温度回路(即经过用作保持辊的第一辊9的加热回路)例如设置实施膜的比在离开之前的第一牵引辊3时膜的温度高正5K和正10K的温度差。因此当双层膜带23绕过第一辊9行进时,其被加热升高5K到10K的程度。这种小的温度差足以显著提高双层膜带23的可处理性,这是因为以这种方式设置了吹膜设备1(如图1所示的下部区域):膜仅在其向上运动期间被冷却,并且因此当膜穿过两个牵引辊3、5时仍然具有相当高的温度,在测试例中温度在60℃到80℃之间。

基于膜的初始热量,回火装置22可因此以很少的能量而非常迅速地将膜加热回到易于处理的温度水平,以有助于纵向拉伸。

在所示的实施方式中,第二辊10构造成拉伸辊。在正测试中,以第一辊9的周向速度的三倍到四倍来驱动该拉伸辊。约为1:3的拉伸比例可产生似乎适于青贮预拉伸膜的膜品质;在另一方面,较高的拉伸比例,即约1:4或更高的比例可产生更宽的可处理性,更特别地涉及膜的光学品质。

在这些正测试中,第二辊10,即拉伸辊,作为第二温度回路也就是回火回路的全部三个辊中的第一个。回火回路经过第二辊10、第三辊11和第四辊12。将回火回路的返回路径上的温度设置成比之前的第一辊9即保持辊的返回路径高正5K到正20K。

因此第二辊10具有两个功能:一方面其作为拉伸辊,另一方面作为回火辊形式的回火站。

第三辊11和第四辊12构造成回火辊,这意味着其至少大体上保持着拉伸辊的相对高的温度水平并因此导致拉伸后的双层膜带23的拉应力释放,这有助于降低否则可产生收缩的记忆效应。

构造为冷却辊的第五辊13与三个温度回路中的第三个也就是冷却回路相连。在冷却回路的返回路径中的温度水平理想地比之前的辊即最后的回火辊的返回路径低负10K到负20K之间。

双层膜带23主要通过静摩擦而行进绕过处理辊线8的全部五个辊。因此,这五个辊理想地为涂层表面,更特别地为螺旋形槽或硅树脂涂层。

应当理解地是,每一个辊可具有至少一个接触辊或按压辊。但是在样品测试中,不具有接触辊的操作已被证明是足够的。

水已经被证明作为用于回火装置22和三个回火回路的加热介质和冷却介质是有价值的。

在离开处,吹膜设备1操作为在94m/min到340m/min之间的膜速度和在第一辊9与第五辊13之间的在1:2到1:3之间的拉伸比,其中必须再次提及地是,约1:2的较低的拉伸比似乎更适于青贮预拉伸产品。

在本发明的各个方面的实施中,吹膜设备1提供了在牵引辊对2上方的吹膜线8,该吹膜线8具有用于双层膜带23的加热装置,也就是具有在第一辊9中的加热流体回路并且附加地具有在第二辊10、第三辊11和第四辊12中的回火回路。

因此,这里提供了用于双层膜带23的几个主动式加热装置,也就是全部四个不同的辊。

也同样有利地是,在几个辊中、在至少两个辊中提供加热装置,特别是具有两个不同的流体回路。

通过设置在牵引辊对2上方的横向取向的处理辊线(分别作为局部部分)来实施本发明的第二方面,这是由于相对于水平面而言,在处理辊线8中的一个辊和相邻辊之间的角度为约35度到40度,使得其相对比彼此取向为更加水平而不是垂直。这导致这样的事实,由于其足够的侧向偏移,因此可以将辊设置为如此低而使其在虚拟平面4上的投影相重叠,并因此不高于五个辊的直径之和。

在图2的吹膜设备1’的第二变体中,设备可构造成具有相同或类似的牵引辊对2。

五个辊再次设置在牵引辊对2上方且在反转单元20之下,即第一辊9’、第二辊10’、第三辊11’、第四辊12’和第五辊13’处于设置在顶部的接下来的转向辊19的上游。

五个辊完成与根据图1的第一变体而描述的功能相同的功能并且还包括三个回火回路。

但是,在第二变体中,第二辊10’和第四辊12’与第一辊9’、第三辊11’和第五辊13’设置在虚拟平面14的相同侧上。因此所有的辊都设置在虚拟平面14的相同侧。

牵引辊对2的夹点和转向辊19之间没有直接相连,从而双层膜带23可任选地直接垂直向上地被引导而不绕过在处理辊线8中的辊。

但是,这种变体优选地还设置成MDO设备,即用于将膜纵向拉伸超过双层膜带23的屈服点。

处理辊线8的五个辊之间具有非常小的空隙,该空隙至少在5cm以下。因此,当启动吹膜设备1’时,很难将膜穿设在处理辊线8的辊(在所示的辊的运行位置处)之间,即使将辊驱动为与其前导相比分别在相反的旋转方向上时也是如此。

为了穿设双层膜带23的端部(未显示),可将两个辊也就是第二辊10’和第四辊12’朝向左手侧即移到虚拟平面14的相对侧上。随后可简单地将双层膜带23垂直穿设通过五个辊。随后,使第二辊10’和第四辊12’回到与其他三个辊相同的虚拟平面14的相同侧17上并且可以稳态地进行挤出处理。

优选地,可将第二辊10’任选地设置为高达由辊9’、11’、13’的轴线形成的假想平面或甚至超过该平面,以便提供连续可调节的拉伸区。初步测试已经显示对于技术原因而言,拉伸长度的可调节性是有利的,例如这是由于其导致了在穿过假想平面时,对于缺陷的更高的容错性。

在第二辊10’和第四辊12’的穿设位置中,可像通常的吹膜设备一样来操作吹膜设备1’。

根据图3的吹膜设备1”的第三变体大体上具有与根据图2的吹膜设备1’的第二变体相同的结构。但是,处理辊线8”的五个辊全部位于虚拟平面14的第一侧16上。由于反转单元20的进入侧也位于虚拟平面的第一侧16上,因此可将膜从第五辊13”直接引导到反转单元20。不必须有转向辊19。

此外,以下面方式相对于之前的四个辊来设置第五辊13”,其朝向虚拟平面4的边缘凸出越过之前的四个辊,使得双层膜带23被引导绕过之前的四个辊而无需穿设且不经过处理辊线8。但是,双层膜带23绕过第五辊13”的包角甚至在没有穿设时也已经达到几乎90度,在穿设状态下甚至达到几乎180度,因此提供了充分的引导。

与根据图2的吹膜设备1’的第二变体相同地是,根据图3的吹膜设备1”的第三变体也提供了第二辊和第四辊的啮合,以便当启动设备时可通过简单地引导膜的端部直线式穿过辊来穿设膜的端部。

根据图4的吹膜设备1”’的第四实施方式也具有与之前描述的变体相同的结构,除了牵引辊对2”’以外。

但是,在吹膜设备1”’的第四变体中,设置在与进入反转单元20的入口的同侧16上的第一牵引辊3”’构造成可移动,用以穿设和关闭牵引辊对2”’。另一方面,位于虚拟平面14的相对侧17上的第二牵引辊5”’原则上构造成固定。

在牵引辊对2”’上方,处理辊线8”’的四个辊设置成彼此相邻的水平布置,并且第五辊13”’相对于所述辊侧向且在高度上偏移。

关于在牵引辊对2”’上方的虚拟平面14,处理辊线8”’的三个辊因此位于第二侧(此处的右手侧)17上,然而处理辊线8”’的两个辊设置在虚拟平面14的第一侧(此处的左手侧)上,即在与进入反转单元20的入口相同的侧上。

为此,用于处理辊线8”’的辊的机器框架21”’具有衬圈24,该衬圈24侧向地凸出越过机器框架21”’的主体。第一辊9”’安装在衬圈24上。

由于处理辊线8”’的数个辊(即,此处为处理辊线8”’的全部四个辊)彼此相邻地水平布置,所以整体而言吹膜设备1”’非常低,尽管存在反转单元20设置在牵引辊对2”’和处理辊线8”’上方。

处理辊线8”’中的两个辊,此处为第二辊10”’和第四辊12”’,再次构造成可移动的啮合形式,以有利于在启动期间穿设到该设备中。但是也可提供旋转运动,特别是当空间有限时,使得例如第二辊10”’可构造成可围绕第一辊9”’而旋转,同时例如第四辊12”’构造成可围绕第四辊13”’或第三辊11”’而旋转。

用于双层膜带23的直线式路线25在牵引辊对2”’上方的直线式延长部分中即在虚拟平面14中是开放的,从而不穿过MDO的处理辊线8”’也可生产双层膜带23。在那种情况中,其直线式向上延伸朝向直线式路线的转向辊26并且从那里进入反转单元20的入口27。

可替代地将双层膜带23沿着MDO路径28而引导,其直接旋转进入虚拟平面14的相对于入口27的相对侧17,并且在外部行进绕过第一辊9”’。在那里,其如上所述地行进穿过具有与如上描述相同功能的接下来的四个辊。

从第五辊13”’开始,双层膜带23最终或覆盖住另一转向辊29而行进,或者如果第五辊13”’的缠绕足够,则直接到达入口27进入反转单元20。

第五辊13”’和/或可能提供的用作冷却辊的其他转向辊29,或例如其他冷却单元可一起或相对于彼此单独或一起地移动,以便可容易地调节冷却路径。例如,可将第五辊13”’和其他转向辊29一起安装在机器框架上并且围绕与所示的辊的轴线相平行的轴线旋转;或例如可将其他转向辊29移动或垂直地向下旋转,以可通过相当简单的运动来调节和几乎连续地调节双层膜带23沿着MDO路径28绕过第五辊13”’的包角。甚至通过预定的冷却温度,可在双层膜带23进入反转单元20内之前调节冷却效果。

可例如通过第一辊9”’来实施类似的想法,所述第一辊9”’理想地用作保持辊且同时用作加热辊。也可例如在高度上或侧向地调节该辊,使得双层膜带23的MDO路径的改善后的几何结构产生绕过第一辊9”’的改善的包角和改善的拉伸长度。

也可通过在那里提供另一个按压辊来达到相同的效果。

在吹膜设备1”’的第五变体中,压扁线30位于牵引辊对上方,并且在压扁线30上方的是带有入口27的反转单元20。

第一辊31、第二辊32、第三辊33和第四辊34设置在压扁线30中。提供了从那里经多个被动转向辊35(示例性地标记)到达入口27进入反转单元20的指定的膜路径。

又在距虚拟平面14一定距离处侧向地提供了压扁线30的四个辊,因此产生了用于双层膜带23从牵引辊对2直接到达第一被动转向辊35的直线式的路线25(如果双层膜带23必须不经过压扁系统),并且从那里开始到达反转单元20。

作为替代,可将双层膜带23引导到第一辊,这里例如绕过第一转向件236,从那里绕过辊32,从那里绕过第三辊33并且最终绕过辊34直到双层膜带23沿着这个压扁路径37返回到直线式的路线25。

水平线30的全部四个辊中的两个分别大体上位于相同高度并且分别形成具有低结构高度的一对。在虚拟平面14上的投影,产生了第一辊31和第二辊32覆盖的区域和甚至第三辊33和第四辊34的叠合。

但是较小的重叠足以达到与图2和图3所示的结构相比更低的结构高度。

压扁线31的全部四个辊理想地具有按压辊38(示例性地标记),所述按压辊38分别通过压力臂39(示例性地标记)被按压在各个辊上。

在本示例性的实施方式中,仅在两个辊,即第一辊31和第二辊32,上提供了按压辊,所述第一辊31用作保持辊和加热辊,所述第二辊32用作延展辊和回火辊。

这产生了位于第一辊31和第二辊32之间的延展区40,其中在第一辊31和第二辊32的周向上产生了强的切向力。

相反地,可根据第二辊32的表面速度以不再有膜的延展或者甚至更慢的方式来调节构造为冷却辊的第三辊33和第四辊34的表面速度,以便可发生松弛。

所描述的实施方式意在压扁包,即,通常具有1:1.05的最大拉伸。与MDO变体相反,该拉伸长度相对长。

所产生的在拉伸区的较长停留时间有利于宽的处理窗口。

由于仅实施了较小的拉伸,因此低的驱动能量是足够的。单独的驱动也不是必须的,这是由于仅对膜进行最低程度地处理。因此,如果分别驱动保持辊和第二辊32且它们的速度可调节,则已足够。

根据发明人的样品试验,水加热是足够的,这是由于所需的温度和能量水平为低。

在压扁包的实施方式中,第二辊优选地具有与第一辊相同的温度。第一辊用作加热和保持辊。第二辊用作拉伸和回火辊。在第二辊和随后的第三辊之间的区是回火区。

相反地,在MDO实施方式中,可能有1:10或甚至更大的拉伸。

拉出长度应当尽可能的短以便减小被称为颈缩的横向收缩。

处理控制更加关键,这是由于非常短的拉伸间隙中的非常小的停留时间。

由于存在有需要调节温度的更多的辊,因此需要更高的能量消耗和非常长的回火区。

驱动必须非常强大以克服塑料的弹性极限并容易超过屈服点。

为了允许单独的处理控制,提出了使用单独的驱动。

事实上,MDO结构对于单纯改进压扁而言太大,并因此通常是低效的。

由于MDO需要高温,因此通常提出使用油加热。

在根据图6的第五实施变体中,还提出了在牵引辊对上方设置横向取向的处理线。具体来说,这条线为水平取向并具有四个辊,其中冷却辊设置在更上方并且可允许在牵引辊对上方直线式引导双层膜带。

两个辊可在水平取向的辊线内侧移动,所述两个辊也就是设置成可围绕第一辊旋转的第二辊和设置成可移动或可旋转并设置在虚拟平面14的另一侧上的第四辊。

然而,可以与之前所描述的变体完全相同的方式将根据图6的第五变体用于吹膜设备中。

在图7中图示性地说明了这里待处理的膜的基本行为。

横坐标41显示膜的纵向拉应变ε,而纵坐标42显示膜内的纵向拉应力,即与膜内的纵向拉应力成比例的量。纵向拉应力标记为σ。

从零点43开始,膜通常显示为在线性拉应力增加区域44内的增加的纵向拉应变ε。从特定的纵向拉应变ε*开始,相应的拉应力σ*向前,膜离开拉应力线性增加区域并且拉应力曲线趋于平稳,即相对于横坐标41具有较小的增加。

在纵向拉应变ε*以后,纵向应变不可逆。

拉应力σ随后达到第一极大值45。膜的所谓的塑性流动在这一点开始。相应的纵向拉应变εStreck是指弹性极限。流动区域46从纵向拉应力σ的第一极大值45(标记为σStreck)延伸到再次增加的分支47的区域,在这里纵向拉应力σ再次达到拉应力σStreck

从那里,纵向拉应力σ随着纵向拉应变ε的增加而再次连续增加,直到膜以撕裂形式突然失效48。

MOD操作范围49从回复到拉应力σStreck延伸到膜的撕裂。

相反地,压扁包的操作范围在超过线性拉应力增加区域44的区域中,但是在弹性极限εStreck之下。在线性拉应力增加区域44中,即直到纵向拉应变εStreck,膜表现为弹性。

简而言之,压扁包的延伸发生在ε*和局部极大值之间。相反地,MDO的拉伸发生在回到σStreck之后。

关于具有五个辊的结构,图8中的处理辊线50原则上与根据图2的第二变体相对应并且与来自图3的第三变体相对应,但是具有三个啮合辊:第一辊51、第三辊52和第五辊53,但是其第二辊54和其第四辊55设计成固定并旋转。

为了在吹膜处理开始穿设双层膜带,三个啮合辊即第一辊51、第三辊52和第五辊53移出其啮合位置,即,在图8中移向虚拟平面14的左侧,从而可简单地使双层膜带垂直地向上地从牵引辊对57的夹点56移动到转向辊58。转向辊58是处于处理辊线50之外的第一个辊。在转向辊58之后,双层膜带被横向地引到入口59进入反转单元60内。

在啮合期间,第一辊51不可仅移动到固定辊即第二辊54和第四辊55的平面内(在图8中通过啮合的第一辊51的第一轮廓线61而显示);第一辊51也可移动穿过该平面,从而第一辊51的中心轴线移动越过由第二辊54和第四辊55的中心轴线形成的平面。第一辊51可因此占据已穿过该平面的位置,以用于吹膜操作(图中通过第一辊51的第二轮廓线62而显示)。

在样品试验期间,表明了对于处理安全性和产生的膜的品质而言,优选啮合深度,即更特别地具有穿过固定辊的平面的啮合深度的连续可调节性是有利的。

根据图9的第七变体的处理辊线63具有一些不同的结构:

处理辊线63以垂直取向处于挤压辊对64的上方。

第一辊65设计为加热辊并且与此同时为保持辊。其可移动以便穿过虚拟平面14而啮合。上文已重复描述了这种啮合。可认为现在已知其优点和穿过固定辊的平面而啮合的可能性。

第二辊66具有显著地小于第一辊65的直径。

第三辊67也具有小于第一辊65的直径,优选地具有与第二辊66相等的直径,如这里所示。

第二辊66和第三辊67形成了拉伸站,其中第三辊67构造成啮合形式。由于拉伸站的两个辊66、67中的至少一个的连续可调节性,因而可连续地调节拉伸长度,在样品试验期间其被证明是非常有利的。

第二辊66(其同时为拉伸站的第一辊)优选地被与第一辊65即大的保持辊相同的周向速度来驱动。考虑到保持站的功能,第二辊66应当归于保持站而不是拉伸站,也就是与第一辊65一起。仅考虑其直径,也可将第二辊66与第三辊67一起归于拉伸站。

两个小辊即第二辊66和第三辊67不被加热但被驱动。这使得能够将第二辊66和第三辊67设计为非常小的直径。

但是,第三辊67以比第二辊66更高的周向速度来驱动。因此,用于双层膜带的拉伸区形成在第二辊66和第三辊67之间。

假设,根据给定的几何结构条件,在例如覆盖了被较快地驱动的第三辊67的周向的70度处存在有静摩擦,并且大辊的直径在250mm到290mm之间且小辊的直径在100mm到140mm之间,拉伸区的拉伸长度达到15cm到19cm之间。在样品试验期间,其达到约17cm。

在被较快地驱动的第三辊67之后,处理辊线63具有第一回火辊68和第二回火辊69,其中也可使后者进入其啮合操作位置中。

两个回火辊68、69之后是冷却辊70;在本实施例中其具有稍微增大的直径。冷却辊70具有接触辊71。

冷却辊70与接触辊71一起形成了处理辊线63的最后的站。从那里,双层膜带被引导到反转单元的入口。

处理辊线63的辊设置成彼此非常接近,具有在垂直设置上的仅约10mm到30mm的间隙,以实现尽可能小的结构高度。

处理辊线63的数个或全部的辊优选地具有粗糙、防滑的表面,理想地具有嵌入的硅树脂。

参考标记列表

1 吹膜设备

2 牵引辊对

3 第一牵引辊

4 第一保持件

5 第二牵引辊

6 调节气缸

7 滑动承载器座

8 处理辊线

9 第一辊

10 第二辊

11 第三辊

12 第四辊

13 第五辊

14 虚拟平面

15 中心轴线

16 第一侧

17 相对的第二侧

18 间隙

19 转向辊

20 反转单元

21 机器框架

22 回火装置

23 双层膜带

24 衬圈

25 直线式路径

26 直线式路径的转向辊

27 入口

28 MDO路径

29 其他转向辊

30 压扁线

31 第一辊

32 第二辊

33 第三辊

34 第四辊

35 被动转向辊

36 第一转向件

37 压扁路径

38 按压辊

39 压力臂

40 压扁延展区

41 横坐标

42 纵坐标

43 零点

44 线性拉应力增加区域

45 第一极大值

46 流动区域

47 上升分支

48 膜撕裂

49 MDO操作范围

50 处理辊线

51 第一辊

52 第三辊

53 第五辊

54 第二辊

55 第四辊

56 夹点

57 牵引辊对

58 转向辊

59 入口

60 反转单元

61 第一轮廓线

62 第二轮廓线

63 处理辊线

64 挤压辊对

65 第一辊

66 第二辊

67 第三辊

68 第一回火辊

69 第二回火辊

70 冷却辊

71 接触辊

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