Bahnförmige Materialien (z. B. Kunststoffen und Kunststoff-Verbunden) stellen für viele Nachverarbeitungsprozesse die qualitätsgebende Basis dar. Die Qualität von Materialbahnen wird wesentlich durch deren Herstellungs- und Weiterverarbeitungsprozess bedingt. In den meisten Extrusionsprozessen durchlaufen mehrere Rohstoffe eine komplexe Prozesskette.

Entscheidend ist dabei, dass jeder einzelne Prozessschritt möglichst optimal auf den Gesamtprozess abgestimmt ist. Nur so können maßgeschneiderte und qualitativ hochwertige Produkte in einem stabilen, ressourcen- und energieeffizienten Prozess hergestellt werden.

Qualitätskriterien in der Herstellung von bahnförmigen Materialien (z.B. Kunststoffen und Kunststoffverbunden) sind unter anderem Bahnbreite (Folienbreite), Bahndicke (Foliendicke) und Planlage. Um während des Fertigungsprozesses eine Aussage über die aufgeführten Folienparameter treffen zu können, gilt es, diese während des Fertigungsprozesses automatisch zu erfassen. Dabei gewinnt insbesondere die Beurteilung der Planlage zunehmend an Bedeutung. Eine mögliche Inline-Messung und -Steuerung von qualitätsbeeinflussenden Parametern bietet ein hohes Potential für die Qualitätssicherung und Ressourceneinsparung. Während Folienbreite und Foliendicke bereits kontinuierlich erfasst werden, gibt es für die Inline-Messung der Planlage noch kein zuverlässiges System. Auch wenn es bereits Systeme gibt, so unterscheiden sich oft Ergebnisse von nachträglichen Messungen von den Ergebnissen von Inline-Messungen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchen sich inline die Planlage einer Folienbahn zuverlässiger messen lassen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften

• mit einem Aktor zur Aufprägung einer Bahnspannung

• mit einem Sensor zur Bestimmung der aktuellen Bahnspannung

• mit einem Regler zur Steuerung des Aktors, um die Bahnspannung auf einen Sollwert zu halten, wobei im oder am Modul eine Messeinrichtung zur Messung der Qualitätseigenschaft vorgesehen ist.

Eine bevorzugte Qualitätseigenschaft der Folienbahn kann die Güte der Planlage sein, welche oft als beschrieben wird als eine Abweichung der Flöhe der Folienbahn von einer idealen Fläche oder als Längenunterschiede über Querrichtung der Folienbahn. Eine Messeinrichtung zur Messung der Planlage kann verschiedene Ausprägungen haben. Beispielsweise ist eine Messeinrichtung, die auf optischer Basis arbeitet, möglich, etwa eine Flöhenmessung mittels Lasertriangulation. Die Planlage ist der Folie in der Regel bereits nach ihrem Erkalten inhärent und nachträglich oft nur noch teilweise oder gar nicht mehr zu korrigieren.

Weitere Qualitätseigenschaften können etwa die Anzahl von Stippen in der Folie, die Häufigkeit von Verschmutzungen, die Abweichungen von einer gewünschten und/oder eingestellten Transparenz der Folie sein. Das erfindungsgemäße Modul umfasst zunächst eine Einlaufwalze und einen stromabwärts angeordneten Aktor zur Aufprägung einer Bahnspannung auf die Folienbahn. Der Aktor ist vorzugsweise eine Aktorwalze, welche mittels eines Antriebs angetrieben ist. Der Antrieb prägt der Walze eine Geschwindigkeit und/oder ein Drehmoment auf, welcher die Zugkraft auf die Folienbahn definiert, welche zu der Bahnspannung der Folienbahn führt.

Weiterhin ist erfindungsgemäß wenigstens ein Sensor vorgesehen, mit welcher die Bahnspannung der Folienbahn messbar ist. Ein Sensor kann im Bahnverlauf der Folienbahn vor oder hinter dem Aktor angeordnet sein, bevorzugt ist jedoch eine Anordnung vor dem Aktor. Der von dem Sensor erfasste Wert der Bahnspannung ist über eine Datenverbindung an einen Regler gebbar. Der Sensor ist bevorzugt als eine Bahnzugmesswalze oder als Pendelwalze ausgestaltet.

Der Regler vergleicht nun den durch den Sensor erfassten Wert der Bahnspannung mit einem Sollwert der Bahnspannung. Liegt die Differenz eines solchen Wertes außerhalb oberhalb eines Toleranzwertes, so steuert der Regler den Antrieb des Aktors so, dass die Differenz kleiner wird. Das Erfassen, Vergleichen und Steuern erfolgt zeitlich mehrfach nacheinander, bevorzugt in regelmäßigen zeitlichen Abständen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Bahn mittels einer hohen Reibung an dem Aktor anliegt. Im Falle einem als Aktorwalze ausgestaltetem Aktor kann eine Anlegewalze vorgesehen sein, welche mit einer Kraft auf den von der Folienbahn umschlungenen Teil der Aktorwalze drückt, so dass die Folienbahn mit einer Kraft an die Aktorwalze angedrückt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Folienbahn die Aktorwalze über einen Umschlingungswinkel zwischen 90 Grad und 270 Grad, insbesondere zwischen 90 und 200 Grad, umschlingt.

Vorteilhaft ist es, wenn die Einlaufwalze eine mit einer Kraft beaufschlagte Walze ist, welche stromaufwärts des Aktors angeordnet ist und hinsichtlich ihrer Umfangsgeschwindigkeit steuerbar ist. Diese Einlaufwalze stellt damit eine Gegenkraft zu dem Aktor bereit. Der Sensor ist bevorzugt in Laufrichtung zwischen der Einlaufwalze und der Aktorwalze angeordnet. Weiterhin ist es möglich zwischen der Einlaufwalze und der Aktorwalze weitere Bahnführungselemente wie etwa Bahnführungs- oder Umlenkwalzen vorzusehen.

Der Vorteil des zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Moduls ist nun, dass die Bahnspannung unabhängig von den Bahnspannungen, die stromaufwärts und/oder stromabwärts auf die Folienbahn wirken, einstellbar ist. Insbesondere zur Messung der Planlage der Folienbahn ist es vorteilhaft, den Einfluss der Bahnspannung auf die Messung so gering wie möglich zu halten. Eine hohe Bahnspannung führt dazu, dass die Folienbahn „glatt“ gezogen wird und das Messergebnis der Planlage nicht die wahre Planlage wiedergibt. Somit kann mit einem erfindungsgemäßen Modul eine möglichst geringe Bahnspannung eingestellt werden, womit die Ergebnisse einer Planlagemessung verbessert werden. Beispielsweise wird die Planlage (Längenunterschiede über Querrichtung der Bahn) einer Folienbahn nur dann sichtbar, wenn die Bahnspannung einen gewissen Wert unterschreitet. Ideal für die Analyse der Planlage, ist ein komplett spannungsfreier Zustand der Bahn, also eine Bahnspannung von 0 N/mm ² ist allerdings im laufenden Extrusionsprozess nicht realistisch, da eine gewisse Bahnspannung für den Folientransport notwendig ist. Daher ist es vorteilhaft, eine Bahnspannung von größer 0,01 N/mm ² vorzusehen. Bevorzugt beträgt die Bahnspannung weniger als 10 N/mm ² , insbesondere weniger als 1 N/mm ² .

Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Folienherstellvorichtung, insbesondere Blasfolienanlage, zur Herstellung einer Folienbahn mit · wenigstens einem Extruder zur Bereitstellung eines schmelzeförmigen

Kunststoffes

• einer Extrusionsdüse mit einem Düsenspalt, insbesondere Blaskopf mit einem umlaufenden Düsenspalt, mit welcher der schmelzeförmige Kunststoff zu einer aus dem Düsenspalt austretenden Folienblase oder Folienbahn umwandelbar ist,

• mit einer optionalen Flachlegeeinrichtung, mit welcher die Folienblase zu einer doppellagigen Folienbahn umformbar ist, wobei die beiden Lagen sich zumindest teilweise und insbesondere im Wesentlichen vollflächig berühren,

• mit einer optionalen Trenneinrichtung zum Auftrennen der doppellagigen Folienbahn in zwei einzellagige Folienbahnen

• mit zumindest einer Wickeleinrichtung zum Aufwickeln wenigstens einer Folienbahn

• Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung der Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, nach Anspruch 1 oder 2 an beliebiger Stelle stromabwärts eines der Flachlegeeinrichtung und vor einer Wickelstelle zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften

• wobei im oder am Modul eine Messeinrichtung zur Messung der Qualitätseigenschaft vorgesehen ist.

Mit einer solchen Folienherstellvorrichtung ist folglich ein erfindungsgemäßes Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn kombinierbar. Bei der Fierstellung ist es notwendig, die Folienbahn mit zumindest einer Abzugswalze aus dem Düsenspalt abzuziehen. Da häufig gleichzeitig ein Längsstrecken der Folienbahn erfolgt, sind hohe Zugkräfte erforderlich, so dass eine Messung von Qualitätskriterien, insbesondere der Planlage nicht zuverlässig möglich sind. Es ist daher vorteilhaft, hinter der Abzugswalze das Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn vorzusehen. Mit einem solchen Modul ist die Bahnspannung dann auf einen Wert oberhalb von 0,1 N/mm ² einzustellen, jedoch unterhalb der Bahnspannung, die durch stromaufwärts angeordnete Einrichtungen zum Aufprägen einen Bahnspannung aufgeprägt wird. Besonders vorteilhaft ist es, das Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn nach einer optionalen Reversiereinrichtung und/oder einer separaten Längsreckeinrichtung (MDO-Einheit) vorzusehen. Wird eine doppellagige Folienbahn durch die Folienherstellvorrichtung bereitgestellt, so ist es vorteilhaft, beide Lagen zu trennen und auf unterschiedlichen Bahnlaufwegen weiterzuführen. In diesem Fall können zwei Module zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn vorgesehen sein, so dass für jede Folienlage die Qualitätseigenschaften separat bestimmbar sind. Beide Module arbeiten dann unabhängig voneinander, d.h. das insbesondere die Bahnspannungen unabhängig voneinander einstellbar sind.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst. Gegenstand dieses Anspruchs ist ein Verfahren zur Herstellung einer Folienbahn, bei dem

• mit wenigstens einem Extruder ein schmelzeförmiger Kunststoff bereitgestellt wird

• mit einer Extrusionsdüse mit einem Düsenspalt, insbesondere Blaskopf mit einem umlaufenden Düsenspalt, der schmelzeförmige Kunststoff zu einer aus dem Düsenspalt austretenden Folienbahn umgewandelt wird,

• mit einer optionalen Flachlegeeinrichtung die Folienblase zu einer doppellagigen Folienbahn umgeformt wird, wobei die beiden Lagen sich zumindest teilweise und insbesondere im Wesentlichen vollflächig berühren,

• mit einer optionalen Trenneinrichtung die doppellagige Folienbahn in zwei einzellagige Folienbahnen getrennt wird,

• mit einem Modul zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung der Folienbahn, insbesondere einer abgesenkten Bahnspannung der Folienbahn, an beliebiger Stelle stromabwärts eines der Flachlegeeinrichtung zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften eine Bahnspannung der Folienbahn eingestellt wird, wobei im oder am Model mit einer Messeinrichtung die Qualitätseigenschaft der Folienbahn gemessen wird.

Damit werden die gleichen Vorteile erreicht, wie sie bereits im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Modul und einer erfindungsgemäßen Folienherstellvorrichtung beschrieben worden sind. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figur verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Modul und/oder Folienhersteilmaschine und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Modul 1 zur Erreichung und/oder Einhaltung einer definierten Bahnspannung einer Folienbahn 2. Die Folienbahn 2 wird über einen Vorzug 52, der angetrieben sein kann, in Richtung des Transportpfades z transportiert. Ein Walzenspalt, der durch die Walzen 54 und 55 gebildet ist, wird von der Folienbahn durchlaufen. Zumindest eine dieser Walzen 54,55 stellt die Einlaufwalze des Moduls 1 dar. Innerhalb des Moduls 1 ist die Folienbahn mittels einer unterbrochenen Linie dargestellt und trägt in diesem Bereich das Bezugszeichen 3. Dieser Sachverhalt deutet darauf hin, dass in diesem Bereich die Bahnspannung der Folienbahn beeinflusst ist und sich insbesondere von der Bahnspannung stromaufwärts und/oder stromabwärts unterscheidet. Die Folienbahn 3 läuft über die Walze 6, durch welche die Folienbahn mit einer Zugkraft beaufschlagbar ist. Dazu ist die Walze 6 mittels einem geschwindkeits- und/oder momentengeregelten Antrieb angetrieben. Die Geschwindigkeit bzw. das Moment werden durch den Regler 4 vorgegeben. Gegen die Walze 6 ist eine Anpresswalze 7 angestellt, so dass die Flaftreibung der Folienbahn 3 auf der Walze 6 verbessert werden kann. Ein Schlupf wird somit vermieden. Die Folienbahn 3 verlässt die Walze 6 in Richtung des Pfeils, der mit WST markiert ist. Dies bedeutet, dass die Folienbahn beispielsweise auf einer nicht gezeigten Wickelstelle zu einem Wickel aufgewickelt wird. Die Bahnspannung, die die Folienbahn im Bereich zwischen der Walze 55 und der Walze 6 aufweist, wird mittels eines Sensors 5 bestimmt. Dieser Sensor 5 ist in der vorliegenden Figur beispielhaft als Bahnzugmesswalze ausgestaltet. Die von diesem Sensor gemessene Bahnspannung wird als Messwert dem Regler 4 zugeleitet. Dieser vergleicht diesen Messwert mit einem vorgegebenen Sollwert für die Bahnspannung und steuert bei einer zu großen Abweichung den Antrieb der Walze 6 an, wobei sich eine geänderte Geschwindigkeit oder ein geändertes Moment sich ergibt.

Die Sollgröße für die Bahnspannung kann durch einen Sollwertgenerator erzeugt werden. Dieser Sollwertgenerator kann zumindest einen der folgenden Einflussparameter bei der Generierung eines Sollwerts berücksichtigen:

• Qualitätseigenschaft, die erfasst werden soll,

• Parameter der Messeinrichtung zur Erfassung der Qualitätseigenschaft

• vorhandene Prozessdaten (Messdaten, usw.) der aktuellen Folienherstellung

• Eingaben des Bedieners

• Informationen über den Nachverarbeitungsprozess der aktuell produzierten Folie

Mit dem Bezugszeichen 45 ist eine Messeinrichtung zum Erfassen der Qualitätseigenschaft der Folienbahn als Bestandteil des Moduls 1 bezeichnet, die vorzugsweise eine optische Messung der Folie, insbesondere eine Lasertriangulationsmessung zur Erfassung der Planlage der Folienbahn, vornimmt. Die Messeinrichtung erfasst die Qualitätseigenschaft der Folienbahn im Bereich zwischen den Walzen 55 und 6.

In der Figur 1 ist das Modul 1 als doppelt vorhanden dargestellt, wobei die doppelte Darstellung auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung hinweist. In diesem Fall wird die Folienbahn 2 als doppellagige Bahn zugeführt. Jede Lage wird dabei nachdem Verlassen des durch die Walzen 54, 55 gebildeten Walzenspalts jeweils einem Modul 1 zugeführt, so dass die Qualitätseigenschaft jeder Lage der Folienbahn unabhängig voneinander erfassbar ist. Entsprechend sind auch beide Folienbahnen 3 auf separaten Wickeln aufwickelbar.