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用于橫向拉伸材料帶的方法和裝置的制作方法

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專(zhuān)利名稱(chēng)::用于橫向拉伸材料帶的方法和裝置的制作方法用于橫向拉伸材料帶的方法和裝置本發(fā)明涉及一種用于在橫向方向上拉伸材料帶的方法和裝置。雙軸定向的薄膜在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并且應(yīng)用在許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域中。特別是在最近幾年開(kāi)發(fā)出雙軸定向的聚丙烯薄膜,其在溫度升高時(shí)在一個(gè)方向或其它方向上或多或少地強(qiáng)烈收縮。收縮特性與各單個(gè)層的組分以及薄膜制造期間的條件相關(guān)。特別是拉伸時(shí)的溫度、拉伸系數(shù)以及隨后的固定是決定性的。隨著條件的改變,雙軸定向的薄膜的收縮特性可以在很寬的范圍內(nèi)變化。對(duì)于一些應(yīng)用特別期望的是,薄膜僅僅在一個(gè)方向上具有高的收縮,其中同時(shí)在另外的方向上的收縮應(yīng)當(dāng)保持盡可能低。對(duì)于其它的應(yīng)用優(yōu)選的是在兩個(gè)方向上具有收縮的薄膜。這種類(lèi)型的收縮薄膜可以由非常不同的熱塑性的聚合物制成例如聚烯烴如聚丙烯或聚乙烯制成或由共聚酯、芳香族聚酯等制成。由聚丙烯制造這種收縮薄膜在實(shí)踐中原則上無(wú)大困難地實(shí)施。根據(jù)通常的制造方法(平面薄膜方法),各單個(gè)層的聚合物首先在一個(gè)擠出機(jī)中熔化并且熔體通過(guò)一個(gè)平面噴嘴擠出。成型的熔體薄膜在一個(gè)排出輥上冷卻、凝固并且接著被雙軸向拉伸。通過(guò)以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)的輥?zhàn)釉诳v向方向上的拉伸通常首先被實(shí)施。緊接著在所謂的橫向拉伸框架(拉幅機(jī))上實(shí)現(xiàn)在橫向方向上的定向并且最后實(shí)現(xiàn)固定。雙軸向拉伸確保了重要的使用特性如機(jī)械強(qiáng)度、剛度、透明度、均勻的厚度曲線(xiàn)等。在這種制造方法中關(guān)鍵的是,在冷卻初級(jí)薄膜、在縱向拉伸以及在橫向拉伸和固定時(shí)維持規(guī)定的溫度。出于這一原因,在每個(gè)設(shè)備上設(shè)置用于加熱或冷卻的裝置,通過(guò)這些裝置薄膜可以被盡可能均勻地冷卻至或加熱至相應(yīng)的溫度。在縱向拉伸之前例如經(jīng)由加熱的輥?zhàn)訉?shí)現(xiàn)加熱,也可以通過(guò)包圍薄膜的空氣加熱箱實(shí)現(xiàn)加熱。在縱向拉伸之后薄膜被重新冷卻。而后再次加熱至期望的橫向拉伸溫度。如此被加熱的薄膜而后導(dǎo)入所謂的拉伸區(qū)域內(nèi)并且通過(guò)夾子鏈的發(fā)散的引導(dǎo)在薄膜的行進(jìn)方向上連續(xù)地?cái)U(kuò)寬。為了盡可能均勻地拉伸薄膜,必須在薄膜帶的寬度上維持均勻的溫度。在穿過(guò)拉伸區(qū)域時(shí)溫度在薄膜的行進(jìn)方向可以變化,通常最后面的拉伸區(qū)域大致比入口區(qū)域冷(負(fù)溫度梯度)。溫度控制對(duì)于薄膜的厚度曲線(xiàn)是有利的。為了在橫向拉伸時(shí)維持這種溫度,薄膜制造設(shè)備的這個(gè)區(qū)域被絕緣地包封。已經(jīng)表明,根據(jù)這種方法基本上可以由聚丙烯制造具有期望的收縮特性的薄膜。在本發(fā)明的調(diào)查的范圍內(nèi)得出這樣的結(jié)果,即在薄膜的寬度上的橫向收縮值不是恒定的并且這種偏差在某些應(yīng)用中導(dǎo)致問(wèn)題。通常朝邊緣方向的橫向收縮值比在薄膜中心處高。收縮在薄膜寬度上的不均勻的分布(橫向收縮曲線(xiàn)或浴缸形曲線(xiàn))需要被改善。因此本發(fā)明的目的在于提供一種方法,根據(jù)該方法可以制造一種雙軸向定向的薄膜,其在溫度上升時(shí)在薄膜帶的寬度上具有盡可能均勻的橫向收縮。這種方法應(yīng)當(dāng)可以簡(jiǎn)單地、非常經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于各種不同的薄膜材料、特別是雙軸向拉伸的聚丙烯薄膜。這種方法也應(yīng)當(dāng)非常靈活地適合于其它的原始材料和不同的行進(jìn)速度。必要時(shí)需要的裝置應(yīng)當(dāng)需要較少的維護(hù)并且不太需要維修。上述目的令人意想不到地通過(guò)這樣的方法實(shí)現(xiàn),該方法用于橫向拉伸一未定向的或在縱向方向上定向的由熱塑性塑料制成的薄膜帶(8),其中未拉伸的或縱向拉伸的薄膜(8)被輸送給一個(gè)橫向拉伸框架,其中橫向拉伸框架包括加熱區(qū)域(1)、拉伸區(qū)域(2)和固定區(qū)域(3),并且薄膜(8)在第一加熱區(qū)域的入口處在兩個(gè)邊緣(4)上被一個(gè)夾子鏈的夾子(7)抓住并且在加熱區(qū)域(1)內(nèi)被加熱至橫向拉伸溫度T(3并且薄膜(8)在相鄰的拉伸區(qū)域(2)內(nèi)通過(guò)夾子鏈發(fā)散的(V形)引導(dǎo)在橫向方向上被拉伸并且在固定區(qū)域(3)承受一溫度TF中,其TQ>TF,并且薄膜的邊緣區(qū)域(5)在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)和/或在固定區(qū)域(5)內(nèi)這樣被加熱或絕熱,使得薄膜的邊緣區(qū)域(5)在橫向拉伸和/或在固定時(shí)具有比薄膜帶(6)的中心高的溫度。縱向方向在本發(fā)明中是這樣的方向,材料帶在制造過(guò)程中在這個(gè)方向上行進(jìn);這個(gè)方向也稱(chēng)為機(jī)器行進(jìn)方向。橫向方向在本發(fā)明中是這樣的方向,其與機(jī)器行進(jìn)方向成90?;驒M向于機(jī)器行進(jìn)方向。圖l在一個(gè)示意俯視圖中示出薄膜在橫向拉伸框架中的拉伸。橫向拉伸框架包括三個(gè)區(qū)域,即加熱區(qū)域l、拉伸區(qū)域2和固定區(qū)域3。在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域也談及多個(gè)加熱區(qū)域1、拉伸區(qū)域2和固定區(qū)域3,即相應(yīng)的加熱區(qū)域、拉伸區(qū)域和固定區(qū)域包括多個(gè)區(qū)域。在進(jìn)入加熱區(qū)域1時(shí)薄膜邊緣4被夾子7抓住并且引導(dǎo)。薄膜的邊緣區(qū)域5直接鄰接薄膜邊緣4。薄膜的中心是區(qū)域6。在穿過(guò)加熱區(qū)域l時(shí)薄膜8被加熱至溫度Tq。在鄰接的拉伸區(qū)域2內(nèi)薄膜通過(guò)夾子鏈的發(fā)散的引導(dǎo)在橫向方向上被拉伸。在橫向拉伸后,薄膜8離開(kāi)拉伸區(qū)域2并且進(jìn)入固定區(qū)域3,在該固定區(qū)域內(nèi)薄膜8保持在相同的寬度(根據(jù)附圖標(biāo)記9)或以減小的寬度輕微地收斂(根據(jù)附圖標(biāo)記IO)地移動(dòng)。圖2示出在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(負(fù)溫度梯度)橫向拉伸時(shí)一個(gè)優(yōu)選的溫度曲線(xiàn)。區(qū)域越黑的區(qū)域表示那兒的溫度或薄膜8的溫度越高。在加熱區(qū)域1內(nèi)薄膜被加熱至一溫度Tq,薄膜以該溫度進(jìn)入拉伸區(qū)域2。在穿過(guò)拉伸區(qū)域2時(shí)這樣進(jìn)行調(diào)溫,使得薄膜溫度持續(xù)地較低。薄膜然而在拉伸區(qū)域2中的任何位置在薄膜帶的寬度上具有相同的溫度。在穿過(guò)固定區(qū)域3時(shí)薄膜被冷卻,由此在這個(gè)區(qū)域3內(nèi)溫度在行進(jìn)方向進(jìn)一步降低。圖3示出一個(gè)在拉伸區(qū)域2內(nèi)的可替換的溫度控制(等溫的溫度控制)。在此薄膜8在穿過(guò)拉伸區(qū)域2時(shí)如此被調(diào)溫,從而薄膜8在所有的拉伸區(qū)域內(nèi)大致具有相同的溫度。在固定區(qū)域3內(nèi)而后如通常一樣凈皮冷卻。圖4示意示出在薄膜寬度上的橫向收縮Qs,其在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造薄膜時(shí)形成(浴缸曲線(xiàn))。在薄膜中心6的區(qū)域內(nèi)橫向收縮最低并且朝邊緣區(qū)域5方向上升。未拉伸的邊緣4在這個(gè)視圖中業(yè)已被切除。圖5和5a示出根據(jù)本發(fā)明的橫向拉伸的方案。邊緣區(qū)域5在固定區(qū)域3內(nèi)部通過(guò)合適的措施或裝置如遮蓋板ll保護(hù),由此阻止邊緣區(qū)域5在固定區(qū)域3內(nèi)的冷卻。結(jié)果邊緣區(qū)域5在固定期間保持較高的溫度,盡管薄膜8在穿過(guò)固定區(qū)域3時(shí)被冷卻(圖5a)。圖6和6a示出一個(gè)替換的方法方案,其中在薄膜寬度上的溫度曲線(xiàn)在拉伸區(qū)域2的區(qū)域內(nèi)被調(diào)節(jié)。邊緣區(qū)域5在拉伸區(qū)域2內(nèi)通過(guò)遮蓋板12保護(hù),由此阻止邊緣區(qū)域5在拉伸區(qū)域2范圍內(nèi)的冷卻。結(jié)果邊緣區(qū)域5在橫向拉伸期間比薄膜中心6保持更高的溫度,盡管拉伸區(qū)域2通過(guò)冷卻具有一個(gè)在縱向方向上下降的溫度曲線(xiàn)。該溫度曲線(xiàn)在圖6a中以理想的形式示出。圖7和7a表示本發(fā)明的方法的另外的方案。在此在拉伸區(qū)域2和固定區(qū)域3內(nèi)通過(guò)遮蓋板12如此調(diào)溫,使得邊緣區(qū)域5不僅在橫向拉伸期間而且在固定區(qū)域內(nèi)比薄膜6的中心區(qū)域溫度高。圖8和8a示出本發(fā)明的方法的一個(gè)方案,其中在拉伸區(qū)域2內(nèi)建立一個(gè)正溫度梯度。在此在拉伸區(qū)域2內(nèi)薄膜的中間區(qū)域6通過(guò)遮蓋板13如此絕緣,使得邊緣區(qū)域5在橫向拉伸期間比薄膜6的中心區(qū)域溫度高。應(yīng)用這些領(lǐng)域,,其中在材料;^寬度上導(dǎo)致不均勻的特征:線(xiàn)如橫向收縮曲線(xiàn)。該方法特別是適用于薄膜,其各層由熱塑性的塑料制成,例如由共聚酯、芳香族聚酯或由聚烯烴如聚丙烯或聚乙烯、環(huán)烯(cycloolefine)、聚碳酸酯、聚酰胺制成。這種類(lèi)型的薄膜可以是單層或多層的并且在各層中包含相同或不同的聚合物。這種方法特別是適合于這樣的材料帶,其在縱向拉伸之后具有2至2000iam、優(yōu)選10至1000jum的厚度。通常本發(fā)明的橫向拉伸緊接著縱向拉伸實(shí)施。必要時(shí)可以利用本發(fā)明的這樣的優(yōu)點(diǎn),當(dāng)未拉伸的薄膜僅僅根據(jù)本發(fā)明被橫向拉伸時(shí)。在此未拉伸的材料帶在根據(jù)本發(fā)明的橫向拉伸之前可能具有2至2000|jm、優(yōu)選10至1000!■!m的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的方法中縱向拉伸的或未拉伸的薄膜帶借助于合適的措施被加熱至所需的橫向拉伸溫度Tq。這個(gè)區(qū)域也稱(chēng)為加熱區(qū)域(1)。加熱例如通過(guò)熱空氣實(shí)現(xiàn),其由所謂的安裝在材料帶上方或下方的噴嘴盒流出。通常薄膜帶(8)在加熱區(qū)域(1)內(nèi)的加熱這樣實(shí)現(xiàn),即薄膜在寬度上具有均勻的溫度。在進(jìn)入加熱區(qū)域(1)時(shí)薄膜(8)在兩個(gè)邊緣(4)上被一個(gè)環(huán)繞的夾子鏈的夾子(7)抓住。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為,每個(gè)連續(xù)的材料帶具有兩個(gè)邊緣(4),薄膜因此在兩側(cè)被夾子(7)抓住。夾子(7)引導(dǎo)薄膜(8)穿過(guò)整個(gè)橫向拉伸框架(1+2+3)。聚丙烯薄膜在加熱區(qū)域內(nèi)通常被加熱至一個(gè)直至180。C的溫度、優(yōu)選140至170'C的溫度。在穿過(guò)加熱區(qū)域(1)后,薄膜(8)進(jìn)入拉伸區(qū)域(2)。通過(guò)夾子鏈的發(fā)散的引導(dǎo),薄膜(8)在穿過(guò)拉伸區(qū)域(2)的路徑上被連續(xù)地在寬度上拉伸,直至它在端部上達(dá)到設(shè)定的寬度。在拉伸區(qū)域(2)的區(qū)域內(nèi)溫度可以在行進(jìn)方向上變化,其中優(yōu)選逐漸降低的溫度(負(fù)溫度梯度),但是逐漸上升的溫度(正溫度梯度)也是可以的。也可以的是,拉伸區(qū)域(2)中的溫度盡可能保持恒定(等溫的溫度控制)。對(duì)于聚丙烯薄膜,拉伸區(qū)域內(nèi)的溫度在140至165。C的范圍內(nèi)。在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)拉伸后,薄膜穿過(guò)固定區(qū)域(3)。在該區(qū)域內(nèi)借助于夾子(7)在保持相同的寬度和在行進(jìn)方向上恒定的或降低的溫度時(shí)保持薄膜,以便固定通過(guò)橫向拉伸形成的定向。根據(jù)期望的收縮特性可以在固定區(qū)域中收斂地移動(dòng),以^更部分消除通過(guò)定向施加的應(yīng)力。在離開(kāi)固定區(qū)域(3)時(shí)夾子(7)打開(kāi),并且薄膜經(jīng)由旋轉(zhuǎn)輥進(jìn)一步引導(dǎo),在此冷卻至空間溫度上并且緊接著被巻繞。根據(jù)本發(fā)明的用于橫向拉伸的方法,除了在薄膜行進(jìn)方向上的溫度控制外,這樣調(diào)節(jié)在薄膜(8)的寬度上的溫度曲線(xiàn),使得在拉伸區(qū)域(2)的范圍內(nèi)和/或在固定區(qū)域(3)的范圍內(nèi)薄膜(8)的兩個(gè)邊緣區(qū)域(5)具有比薄膜帶的中心處(6)高的溫度。令人意想不到的是,通過(guò)建立這種在寬度上的溫度曲線(xiàn),在薄膜的寬度上可以獲得非常均勻的、即恒定的橫向收縮。在本發(fā)明的范圍內(nèi),夾子(7)所抓住的"邊緣"(4)不同于切邊薄膜的薄膜邊緣(5)(在本發(fā)明中稱(chēng)為"邊緣區(qū)域(5)")。夾子(7)所抓住的"邊緣,,(4)保持未拉伸,在制造后被切除并且作為顆粒被重新送回薄膜制造過(guò)程中。邊緣的寬度根據(jù)夾子(7)的構(gòu)造形式在每一側(cè)從外邊緣測(cè)量,大約為5至15cm、優(yōu)選7至10cm。拉伸的薄膜的邊緣區(qū)域(5)的寬度根據(jù)薄膜寬度在每一側(cè)大約為帶寬度的5至25%、優(yōu)選8至20%,邊緣區(qū)域(5)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有比薄膜的中心區(qū)域(6)高的橫向收縮值。例如在雙軸向拉伸的聚丙烯薄膜中,切邊的雙軸向拉伸的終端薄膜的通常的帶寬度為5至10m,每個(gè)邊緣區(qū)域大約50至200cm寬。附加的根據(jù)本發(fā)明的加熱或絕緣在這個(gè)邊緣區(qū)域(5)的寬度上實(shí)現(xiàn)。上述的邊緣(4)和邊緣區(qū)域(5)的尺寸可以根據(jù)薄膜類(lèi)型或制造設(shè)備或多或少地偏離這些值。通常邊緣區(qū)域(5)的加熱在寬度上如此擴(kuò)展,使得具有提高的橫向收縮的區(qū)域盡可能消失,從而薄膜在整個(gè)寬度上具有大致相同的橫向收縮值,即與薄膜的中間區(qū)域(6)內(nèi)的橫向收縮的偏差應(yīng)當(dāng)盡可能小。所取得的效果的原因在科學(xué)上不能完全得到解釋?zhuān)潜景l(fā)明的教導(dǎo)的可應(yīng)用性絕不應(yīng)該受到限制。聚合物是長(zhǎng)鏈的分子,其在熔化中并且在冷卻后無(wú)定向地彼此交織。通過(guò)拉伸力的作用這些分子鏈朝作用力的方向?qū)R,即它們朝一個(gè)規(guī)定的方向定向。這種定向一方面以分子鏈的規(guī)定的運(yùn)動(dòng)能力和作用在聚合物鏈上的作用力為前提。在橫向拉伸時(shí)必須通過(guò)提高溫度使得聚合物鏈的運(yùn)動(dòng)能力足夠大,以便使得業(yè)已在縱向方向上定向的聚合物鏈在橫向方向上重新定向。作用的拉伸力的效果不僅與分子鏈在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)能力相(Temperaturerlebnis)相關(guān)。通過(guò)在實(shí)現(xiàn)定向后在固定區(qū)域內(nèi)的溫度降低,定向狀態(tài)在一定程度上被凍結(jié),通過(guò)在固定時(shí)維持提高的溫度,聚合物鏈的運(yùn)動(dòng)能力部分地導(dǎo)致有序的定向狀態(tài)的釋放。由上述闡述可清楚知道,雙軸向的拉伸基本上取決于薄膜在拉伸之前、期間和之后的溫度。在橫向拉伸時(shí)定向由薄膜中心開(kāi)始并且隨著薄膜逐漸穿過(guò)拉伸區(qū)域(2)進(jìn)一步向外移動(dòng),直至進(jìn)入邊緣區(qū)域(5)內(nèi)。因此在時(shí)間上看(在空間上看在拉伸區(qū)域的終端處)薄膜(8)的邊緣區(qū)域(5)比薄膜(8)的中心區(qū)域(6)較晚地經(jīng)歷拉伸。由于在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)的通常的溫度曲線(xiàn),即在薄膜(8)的行進(jìn)方向上逐漸降低的溫度,根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)邊緣區(qū)域(5)的拉伸與中心區(qū)域(~TQ)的拉伸相比在一較低的溫度(<TQ)下實(shí)現(xiàn)。此外,帶中心的聚合物鏈在拉伸后具有其它的溫度-時(shí)間關(guān)系。薄膜(8)的中心(6)業(yè)已被拉伸地穿過(guò)拉伸區(qū)域(2)的整個(gè)區(qū)域,而邊緣區(qū)域(5)在拉伸后業(yè)已到達(dá)拉伸區(qū)域(2)的終端并且進(jìn)入固定區(qū)域(3)。本發(fā)明的方法與這些不同的溫度-時(shí)間關(guān)系相匹配,根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)薄膜(8)的各不同的區(qū)域經(jīng)歷所述溫度-時(shí)間關(guān)系。此外在拉伸區(qū)域和/或固定區(qū)域(3)內(nèi)對(duì)邊緣區(qū)域(5)的加熱或絕緣有助于,即使被較晚拉伸的邊緣區(qū)域(5)在拉伸之后仍然有一定的時(shí)間承受高的溫度并且因此經(jīng)歷與薄膜(8)的中心區(qū)域(6)類(lèi)似的溫度-時(shí)間關(guān)系。在方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,薄膜(8)在固定區(qū)域(3)內(nèi),即在離開(kāi)拉伸區(qū)域(2)后,通過(guò)邊緣區(qū)域(5)上方的附加的加熱或絕緣元件或者通過(guò)其它的合適的措施如此調(diào)溫,使得薄膜帶(8)在固定(3)期間在中心(6)的溫度比在邊緣區(qū)域(5)的區(qū)域內(nèi)低,或邊緣區(qū)域(5)具有提高的溫度。根據(jù)熱塑性的聚合物的類(lèi)型,這樣的溫度曲線(xiàn)是足夠的,其中在邊緣區(qū)域(5)內(nèi)的溫度比在帶中心(6)的溫度高出大約1至20開(kāi)爾文、優(yōu)選3至15開(kāi)爾文。該溫度曲線(xiàn)可以通過(guò)不同的措施實(shí)現(xiàn)。通常優(yōu)選在邊緣區(qū)域(5)設(shè)置絕熱,因此薄膜帶朝邊緣區(qū)域(5)方向具有比在帶中心(6)處高的溫度。在最簡(jiǎn)單的情況下可以在邊緣區(qū)域(5)的上方和/或下方安裝絕熱的遮蓋板(11)。遮蓋板如此定位,使得流過(guò)固定區(qū)域(3)并且將薄膜(8)冷卻至期望的溫度的空氣流被引導(dǎo)越過(guò)遮蓋板(11),從而阻止薄膜的冷卻??商鎿Q地或附加地也可以設(shè)置加熱元件,其輻射熱量并且定位在邊緣區(qū)域(5)的下方和/或上方。合適的加熱元件例如是IR輻射器或氣體加熱器。本領(lǐng)域技術(shù)人員在各單個(gè)情況下根據(jù)固定區(qū)域和設(shè)備的構(gòu)造特性以及根據(jù)待制造的薄膜的類(lèi)型決定如何以及在何處準(zhǔn)確安裝附加的加熱或絕緣裝置。相應(yīng)的構(gòu)造可以采取不同的形式。然而對(duì)于所有的構(gòu)造而言,關(guān)鍵的因素是相同的在行進(jìn)方向上逐漸冷卻的設(shè)計(jì)中,邊緣區(qū)域(5)在固定區(qū)域(3)內(nèi)必須經(jīng)歷附加的加熱或反之通過(guò)絕緣的措施防止強(qiáng)烈的冷卻。由此被拉伸的邊緣區(qū)域(5)在較高的溫度下(相對(duì)于中心區(qū)域(6))被引導(dǎo)穿過(guò)固定區(qū)域(3)并且所有被拉伸的區(qū)域在拉伸之后立即承受提高的溫度,也包括這樣的區(qū)域,其在拉伸后馬上在拉伸框架(2)的終端處進(jìn)入固定區(qū)域(3)內(nèi)。因此對(duì)于所有的拉伸區(qū)域而言可以獲得盡可能類(lèi)似的溫度-時(shí)間關(guān)系。令人意想不到的是,當(dāng)薄膜(8)的邊緣區(qū)域(5)在固定區(qū)域(3)內(nèi)這樣被加熱或比中心區(qū)域(6)較小地冷卻時(shí),不期望的不均勻的收縮曲線(xiàn)被顯著改善了。在縱向方向及橫向方向上的具體的溫度或溫度曲線(xiàn)視薄膜類(lèi)型、薄膜厚度以及薄膜制造設(shè)備和固定區(qū)域的構(gòu)造形式而定。其余的方法條件如此選擇,使得薄膜具有期望的收縮特性。這種關(guān)聯(lián)原則上是已知的。根據(jù)本發(fā)明的方法,因此可以制造這樣的薄膜,其具有1至25%、優(yōu)選3至20%的橫向收縮,其中在薄膜寬度上的收縮值偏離中心區(qū)域(6)內(nèi)的收縮不大于±5%、優(yōu)選±0.5%至±3%。在本發(fā)明的其它構(gòu)造中,為了補(bǔ)償收縮曲線(xiàn)在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)實(shí)現(xiàn)特殊的溫度控制,其必要時(shí)可以利用上述的在固定區(qū)域(3)內(nèi)的措施補(bǔ)充。根據(jù)這個(gè)方法方案,薄膜(8)在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)通過(guò)位于邊緣區(qū)域(5)上方的附加的加熱或絕緣元件(12)如此調(diào)節(jié)溫度,使得業(yè)已在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)在薄膜帶的寬度上實(shí)現(xiàn)一種溫度曲線(xiàn),即薄膜帶在穿過(guò)拉伸區(qū)域(2)時(shí)在中心(6)處具有比在邊緣區(qū)域(5)的區(qū)域內(nèi)低的溫度。在此精確的溫度曲線(xiàn)也根據(jù)熱塑性的聚合物的類(lèi)型而定;優(yōu)選是1至20開(kāi)爾文、3至15開(kāi)爾文的溫度梯度,即在邊緣區(qū)域(5)內(nèi)的溫度比帶中心(6)處的溫度高出這個(gè)量。理想地,在作用拉伸力時(shí)邊緣區(qū)域(5)內(nèi)大致存在如此的溫度,薄膜(8)在進(jìn)入框架內(nèi)時(shí)也具有該溫度(Tq)。令人意想不到地,也可以通過(guò)在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)建立這樣的溫度曲線(xiàn)在薄膜(8)的寬度上獲得非常均勻的、即恒定的橫向收縮。可以實(shí)現(xiàn)邊緣區(qū)域(5)的附加的加熱,例如通過(guò)附加的加熱元件,其輻射熱量并且定位在待加熱的邊緣區(qū)域(5)上方。合適的加熱元件例如是IR輻射器或氣體加熱器。在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)具有在行進(jìn)方向上的負(fù)溫度梯度的溫度控制時(shí),可以在邊緣區(qū)域(5)的上方和/或下方設(shè)置絕熱的遮蓋板。遮蓋板如此定位,使得調(diào)節(jié)拉伸區(qū)域或薄膜的溫度的空氣越過(guò)遮蓋板流動(dòng),從而阻止邊緣區(qū)域通過(guò)空氣交換進(jìn)行冷卻。在拉伸區(qū)域(2)相反的溫度控制的情況下,即在正溫度梯度時(shí),遮蓋板(13)可以安裝在薄膜(8)的中心區(qū)域(6)內(nèi),由此結(jié)果同樣地在邊緣區(qū)域(5)內(nèi)達(dá)到較高的溫度。本領(lǐng)域技術(shù)人員在各單個(gè)情況下根據(jù)拉伸區(qū)域(2)和設(shè)備的構(gòu)造情況以及待制造的薄膜類(lèi)型決定如何和在何處安裝附加的加熱裝置或絕熱裝置。相應(yīng)的構(gòu)造可以采取不同的形式。然而對(duì)于所有的構(gòu)造而言,關(guān)鍵的因素是相同的邊緣區(qū)域(5)必須通過(guò)附加的加熱或防止冷卻的措施具有比帶中心(6)高的溫度,從而在薄膜(8)的整個(gè)寬度上的每個(gè)區(qū)域在盡可能相近的薄膜溫度下經(jīng)歷拉伸并且較晚拉伸的邊緣區(qū)域(5)也還在拉伸后承受提高的溫度,從而薄膜(8)的所有的區(qū)域經(jīng)歷一個(gè)盡可能相似的拉伸及溫度-時(shí)間關(guān)系。必要時(shí)收縮的均勻構(gòu)成還可以通過(guò)將兩種方法組合被進(jìn)一步改善。在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)為負(fù)溫度梯度時(shí),通過(guò)上述的措施將邊緣區(qū)域(5)不僅在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)而且在固定區(qū)域(3)內(nèi)如此加熱或絕緣,使得不僅在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)而且在固定區(qū)域內(nèi)邊緣區(qū)域(5)具有比中心區(qū)域高的溫度。在根據(jù)本發(fā)明的方法橫向拉伸聚丙烯薄膜時(shí)得到一個(gè)出眾的橫向收縮曲線(xiàn)。該方法因此特別適合于橫向拉伸聚丙烯薄膜。下面的表格示例地總結(jié)出在拉伸薄膜時(shí)的條件,該薄膜主要由等規(guī)聚丙烯制成。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>利用下面的測(cè)量方法來(lái)表明原材料和薄膜的特征收縮縱向及橫向收縮值涉及薄膜在收縮過(guò)程之前的相應(yīng)的長(zhǎng)度(縱向U和橫向Qfl)??v向方向是機(jī)器方向,橫向于機(jī)器行進(jìn)方向的方向?yàn)闄M向方向。10cmxi0cm的薄膜樣品在循環(huán)空氣爐中在130。C下在5分鐘內(nèi)收縮。緊接著在縱向上和橫向上確定樣品的剩余的縱向伸長(zhǎng)。而后將測(cè)定的各長(zhǎng)度的差異與原始的長(zhǎng)度"和橫向Q。之比作為收縮百分比。縱向收縮zs[%]=*100[%]牙黃向收縮込[%]=*100[%]縱向收縮和橫向收縮的確定方法對(duì)應(yīng)于DIN40634。本發(fā)明借助于下面的實(shí)施例闡述示例1通過(guò)共擠出和緊接著在縱向方向和橫向方向上的分步的定向,制造具有對(duì)稱(chēng)構(gòu)造的透明的三層薄膜,其總層厚20jam。覆蓋層具有各0.8|im的厚度。A-基礎(chǔ)層89.85wt%:高等規(guī)的(isotactic)丙烯共聚物,其熔點(diǎn)為166°C并且熔體流動(dòng)指數(shù)為3.4g/10min,其中正庚烷不溶物部分具有鏈等規(guī)指數(shù)98%10.0wt%:烴類(lèi)樹(shù)脂,其軟化溫度120'C并且具有平均分子量Mw10000.15wt%:N,N畫(huà)bis-ethoxyalkylamin(抗靜電齊寸)B-基礎(chǔ)層約75wt。/。統(tǒng)計(jì)乙烯-丙烯共聚物,具有4.5wt。/。的Q含量約25wt。/。統(tǒng)計(jì)乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物,其中3wt。/。的乙烯和7wt。/。的丁烯(其余的是丙稀)約0.33wt。/o:Si02作為防鎖止劑(anti-blockingmedium),其平均顆津立大小為2jam約0.90wt。/o:聚二曱硅氧烷,其具有30000mm2/s的粘度在各單個(gè)方法步驟中的制造條件是擠出溫度基礎(chǔ)層260°C覆蓋層240°C排出輥的溫度30°C縱向拉伸溫度110。C縱向拉伸比例5.5橫向拉伸溫度(負(fù)溫度梯度)150-140°C橫向拉伸比例9固定溫度60-120°C收斂8%橫向拉伸比例9涉及一個(gè)有效值。這個(gè)有效值是減去兩倍的裁剪條寬度b(邊緣4)的終端薄膜寬度B與同樣減去兩倍的裁剪條寬度b(邊緣4)的縱向拉伸薄膜的寬度之商。根據(jù)本發(fā)明在固定區(qū)域內(nèi)邊緣區(qū)域通過(guò)遮蓋板防止冷卻氣流,從而那兒的溫度大約比帶中心的溫度高出25X:。遮蓋板的寬度大約為lm。被裁剪的終端薄膜具有700cm的寬度。測(cè)量薄膜在中心區(qū)域和在邊緣區(qū)域內(nèi)的橫向收縮。在中心區(qū)域內(nèi)橫向收縮平均值為13±0.5%并且在兩個(gè)邊緣區(qū)域內(nèi)平均值為15.5±0.9%Al.5%)。示例2制造如在示例1中描述的相同組分的薄膜。方法條件同樣對(duì)應(yīng)于示例l的方法條件。與示例l的不同之處在于,現(xiàn)在在拉伸區(qū)域內(nèi)在邊緣區(qū)域內(nèi)安裝IR輻射器,從而在薄膜拉伸時(shí)邊緣區(qū)域具有相對(duì)于薄膜中心提高的溫度。這個(gè)溫度大約高6'C。同樣測(cè)量薄膜在中心區(qū)域和在邊緣區(qū)域內(nèi)的橫向收縮。在中心區(qū)域內(nèi)橫向收縮平均值13±0.5%并且在兩個(gè)邊緣區(qū)域內(nèi)平均值13.5±0.5%(AO.5%)。比較示例制造如在示例1中描述的相同組分的薄膜。方法條件沒(méi)有改變。與示例1的區(qū)別之處在于,沒(méi)有采取任何特別的措施來(lái)調(diào)節(jié)在薄膜寬度上的溫度曲線(xiàn)。在拉伸區(qū)域內(nèi)或固定區(qū)域內(nèi)都沒(méi)有安裝IR輻射器或遮蓋板。測(cè)量薄膜在中心區(qū)域和在邊緣區(qū)域內(nèi)的橫向收縮。在中心區(qū)域內(nèi)橫向收縮平均值13±0.5%并且在兩個(gè)邊緣區(qū)域內(nèi)平均值18±0.5%(△5%)。權(quán)利要求1.用于橫向拉伸未定向的或在縱向方向上定向的、由熱塑性塑料制成的薄膜帶的方法,其中將一未拉伸的或縱向拉伸的薄膜(8)輸送給一橫向拉伸框架,其中橫向拉伸框架包括加熱區(qū)域(1)、拉伸區(qū)域(2)和固定區(qū)域(3),并且薄膜(8)在第一加熱區(qū)域的入口處在兩個(gè)邊緣(4)處被一個(gè)夾子鏈的夾子(7)抓住并且在加熱區(qū)域(1)內(nèi)被加熱至一橫向拉伸溫度TQ,并且薄膜(8)在鄰接的拉伸區(qū)域(2)內(nèi)通過(guò)夾子鏈的發(fā)散的(V形的)引導(dǎo)在橫向方向上拉伸并且在固定區(qū)域(3)內(nèi)承受一溫度TF,其中TQ>TF,其特征在于,薄膜(8)的邊緣區(qū)域(5)在拉伸區(qū)域(2)和/或在固定區(qū)域(3)內(nèi)這樣被加熱或絕熱,使得薄膜(8)的邊緣區(qū)域(5)在橫向拉伸和/或在固定時(shí)具有比薄膜帶的中心(6)高的溫度。2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,熱塑性的塑料是聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰胺或環(huán)烯聚合物。3.如權(quán)利要求1或2的方法,其特征在于,邊緣區(qū)域(5)在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)具有比薄膜帶的中心高的溫度。4.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,邊緣區(qū)域(5)在固定區(qū)域(3)內(nèi)具有比薄膜帶的中心(6)高的溫度。5.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,邊緣區(qū)域(5)在拉伸區(qū)域(2)內(nèi)和在固定區(qū)域(3)內(nèi)具有比薄膜帶的中心(6)高的溫度。6.如權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)或權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,在拉伸區(qū)域(2)的范圍內(nèi)邊緣區(qū)域(5)的溫度比薄膜帶的中心區(qū)域(6)的溫度高出1至20開(kāi)爾文。7.如權(quán)利要求l、2、4或5所述的方法,其特征在于,在固定區(qū)域(3)的范圍內(nèi)邊緣區(qū)域(5)的溫度比薄膜帶的中心區(qū)域(6)的溫度高出1至20開(kāi)爾文。8.如權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,未拉伸的或縱向拉伸的薄膜帶(8)具有2至2000jim的厚度。9.如權(quán)利要求1至8之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,每個(gè)邊緣區(qū)域(5)占雙軸向拉伸的切邊的薄膜帶(8)的帶寬度的5至25%。10.如權(quán)利要求1至9之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,薄膜帶(8)是縱向拉伸的聚丙烯薄膜。11.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,聚丙烯薄膜在橫向拉伸之后并且在切除未拉伸的邊緣之后具有5至10m的帶寬度,并且每個(gè)邊緣區(qū)域(5)為50至200cm寬。12.如權(quán)利要求1至ll之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在兩個(gè)邊緣區(qū)域(5)上方在拉伸區(qū)域(2)和/或固定區(qū)域(3)內(nèi)安裝附加的加熱元件。13.如權(quán)利要求1至11之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在固定區(qū)域(3)的范圍內(nèi)在兩個(gè)邊緣區(qū)域(5)的上方安裝絕熱的遮蓋板(11)。14.如權(quán)利要求1至11之一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在拉伸區(qū)域(2)的范圍內(nèi)溫度沿薄膜(8)的行進(jìn)方向降低并且在兩個(gè)邊緣區(qū)域(5)的上方安裝絕熱的遮蓋板(12)。15.如權(quán)利要求1至11之一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在拉伸區(qū)域(2)的范圍內(nèi)溫度沿薄膜(8)的行進(jìn)方向上升并且在薄膜帶的中心區(qū)域(6)上方安裝絕熱的遮蓋板。16.如權(quán)利要求1至15之一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法,其特征在于,將薄膜(8)橫向拉伸2至12倍。17.如權(quán)利要求1至15之一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法,其特征在于,薄膜(8)是聚丙烯薄膜并且將其橫向拉伸5至12倍。18.如權(quán)利要求1至17之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,薄膜具有3-25%的沖黃向收縮。19.如權(quán)利要求1至17之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,薄膜具有3-25%的橫向收縮并且在薄膜帶的寬度上的收縮值偏離薄膜中心區(qū)域內(nèi)的收縮值不大于±5%。20.用于制造具有3-25%的橫向收縮的薄膜的方法,其特征在于,按照根據(jù)權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的方法在橫向方向上拉伸薄膜。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于橫向拉伸未定向的或在縱向方向上定向的、由熱塑性塑料制成的薄膜帶的方法。根據(jù)該方法,將一未拉伸的或縱向拉伸的薄膜(8)輸送給一橫向拉伸框架,在加熱區(qū)域(1)內(nèi)被加熱至一橫向拉伸溫度T<sub>Q</sub>,并且薄膜(8)在鄰接的拉伸區(qū)域(2)內(nèi)通過(guò)夾子鏈的發(fā)散的(V形的)引導(dǎo)在橫向方向上拉伸并且在固定區(qū)域(3)內(nèi)承受一溫度T<sub>F</sub>,其中T<sub>Q</sub>>T<sub>F</sub>。薄膜(8)的邊緣區(qū)域(5)在拉伸區(qū)域(2)和/或在固定區(qū)域(3)內(nèi)這樣被加熱或絕熱,使得薄膜(8)的邊緣區(qū)域(5)在橫向拉伸和/或在固定時(shí)具有比薄膜帶的中心(6)高的溫度。文檔編號(hào)B29C55/08GK101171119SQ200680015671公開(kāi)日2008年4月30日申請(qǐng)日期2006年5月9日優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日發(fā)明者L·溫特里希,R·漢松申請(qǐng)人:特里奧凡德國(guó)有限公司及兩合公司
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