CS499183A2 - Zpusob vyroby vyfukovane folie - Google Patents
Zpusob vyroby vyfukovane folie Download PDFInfo
- Publication number
- CS499183A2 CS499183A2 CS834991A CS499183A CS499183A2 CS 499183 A2 CS499183 A2 CS 499183A2 CS 834991 A CS834991 A CS 834991A CS 499183 A CS499183 A CS 499183A CS 499183 A2 CS499183 A2 CS 499183A2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- film
- nozzle
- sleeve
- diameter
- air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
- B29C48/10—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/885—External treatment, e.g. by using air rings for cooling tubular films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
- B29C48/911—Cooling
- B29C48/9115—Cooling of hollow articles
- B29C48/912—Cooling of hollow articles of tubular films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
- B29C48/0018—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by orienting, stretching or shrinking, e.g. film blowing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
- B29C48/0019—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by flattening, folding or bending
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/04—Polymers of ethylene
- B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
- B29K2023/0608—PE, i.e. polyethylene characterised by its density
- B29K2023/0633—LDPE, i.e. low density polyethylene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
P 8 A M reí A 1, ORADHA č.10 £ I Ϊ tft 2 fi -o í i ?:.i 7-1
O >/ <02. mt.ci.4 (L02^/n
Autor vynálezu JONES DAVID NUNN, IMG., LONG VALLEYNEW JERSEY (SPOJE^SMY JMÍTCKE)
Majitel patentu UNION CARBIDE CORPORATION, DANBURY CONNECTICUT (SPOJENBSTÁTY AMERICKÉ)ΓΡ, ΓΠΑ. N&®eowvy^l««tř Způsob výroby vyfukované folie Přihlášeno Ol 07 83 PV 4991-83
Právo přednosti od 02 07 82 (394 672) SPOJENE STÁTY AMERICKÉ 2
Vynález se týká způsobu výroby tubulární vyfukované fólie z thermoplastieké prysky-řice vytlačováním trubky a nejím vyfukováním (t.zv.výtlačným vyfukováním) a podrobněji se týká zlepšenéhozpůsobu výroby tubulární vyfukované fólie z polymeruvykazujícího malé zpevňování při deformaci, t.zv. mecha·nické zpevňování, jako je nízkotlaký kopolymer ethylenus nízkou nebo vysokou hustotou.
Podle známého stavu techniky se při výrobě tubulární vyfukované fólie, vhodné pro výro-bu pytlů apod., vytlačuje filmotvorný polymer, napříkladpolyethylen, prstencovou tryskou uspořádanou ve vytla-čovací hlavě, za vzniku trubky z roztaveného polymeru,která má menší vnější průměr než je průměr tubulární folie, která př finální výrobek. Roztavené trubka je na své dráze ve směru vzhůru od okraje štěr-biny prstencové vytlačovací trysky radiálně roztahovánaúčinkem síly, vytvářené tlakovým rozdílem mezi proudemchladícího vzduchu přiváděného z chladícího kroužkutypu Venturihó trubice a tlakem uvnitř rukávu. Trubkafólie se před stykem s proudem chladícího vzduchu roz-tahuje radiálně na dráze pouze asi 1,3 až 2,54 cm dlouhé,přičemž se její tlouštka oproti tloušt- ce při výstupu z vytlačovaeí trysky zmenší na méněnež polovinu. Výsledné optické a fyzikální vlastnostifólie jsou ovlivňovány kinetickou krystalizaet a Theo-logickou dynamikou.
Postupy, využívající chlazení po-mocí chladicích prvků typu Venturiho trubice, jsoupopsány například v amerických patentech č. 3 167 814,3 210 803 a 3 548 042.
Roztavená trubka je po ztuhnutí způ- v sobeném ochlazením vedena do zploštovacího zařízení,jako je zářízení/zploštovacím rámem a dvojicí poháně-ných válců, kde se vytlačená rukávová folie zploští. v
Mezi místem vytlačování a koncem zploštovacího zaří-zení je trubka folie rozfukována vzduchem nebo nějakýmjiným plynným médiem, čímž se vytvoří rukáv. Sukáv fo-lie je udržován vzduchem, zachyceným mezi vytlačovaeí v tryskou a zploštovacím zařízením. Poháněné přítlačnéválce odtahují roztavenou trubku folie z prstencovétrysky rychlostí vyšší než je rychlost vytlačo- vání. To společně s radiální expanzí rukávu roztavené z v z folie zmenšuje tlouštku folie a orientuje vyfukovanoufolii jak v podélném směru, tak i v příčném směru. v
Stupen radiální expanze a rychlost poháněných přítlač- ných válců je možno regulovat p zajištění požadované
X - 4 - V f ' f tlouštky a orientace folie. Místo, kde roztavená fo-lie v podstatě zcela ztuhne, je označováno jako "čáratuhnutí" (Prost Line).
Mezi termoplastické materiály, kte-ré mohou být tvarovány na folie výtlačným vyfukováním,patří polymery olefinů, jako je ethylen, propylen apodobně. Z této skupiny polymerů se používá převážněpolyethylenu o nízké hustotě (to znamená polymeruethylenu s hustotou asi 940 kg/m a nižší). V dalšímpopisu bude označení ethylenové polymery zahrnovat ho-rmopolymery ethylenu a kopolymery ethylenu s jedním ne-bo více komonomery. V minulosti byly polymery ethylenuo nízké hustotě průmyslově vyráběny homopolymerizacíethylenu při vysokém tlaku (to znamená 103 MPa a vyš-ším) v míehaných a dlouhých válcových reaktorech bezpřítomnosti rozpouštědel a za použití radikálovýchiniciátorů. V současné době byly vyvinuty nízko-tlaké postupy pro výrobu ethylenových polymerů o nízkéhustotě, které mají v porovnání s běžnými vysokotlaký-mi postupy značné výhody. Jeden z takových nízkotlakýchpostupů je uveden v evropské přihlášce vynálezu č. 4647 - 5 - a v americkém patentu č. 4 302 565. Nyní byla rovněžpopsána výroba pryskyřice, podobných pryskyřicím zís-kaným nízkotlakým způsobem, využívající modifikovanézařízení pro výrobu polyethylenu o nízké hustotě (LOSE),například válcový reaktor nebo míchaný reaktor. Tytopryskyřice mají podobné viskozitní indexy při protaho-vání a jsou použitelné pro způsob podle tohoto vynálezu.
Posledně uvedený americký patent aevropská přihláška vynálezu popisují nízkotlaký způ-sob výroby ethylenových kopolymerů o nízké hustotě vplynné fázi. Tyto ethylenové kopolymery vykazují ši-roké rozmezí hustoty od 910 do 940 kg/cm a tavný in-dex (MPB) 22 až 36 g/10 min., relativně nízký zbytko-vý obsah katalyzátoru a relativně vysokou sypnou hmot-nost. Způsob zahrnuje kopolymerizaci ethylenu s jednímnebo více až Cg alf/aolefinovými uhlovodíky v pří-tomnosti vysoce účinného katalyzátoru na bázi komple-xu hořčíku a titanu, vyrobeného za specifických akti-vačních podmínek při použití organohlinité sloučeninya impregnovaného v porézním inertním materiálu nosiče. v
Kopolymery takto připravené, jsou převážně (z alespoň 90 % molových) kopolymery ethylenu a z malé části (nej- výše 10 % molových) jednoho nebo více Cj až 0g alfa- olefinových uhlovodíků, které by neměly obsahovat - 6 - větvení na žádném z jejich uhlíkových atomů, bliž-ších než je čtvrtý uhlíkový atom. (Termín ”kopoly-meřyn se používá v tomto případě pro polymery ethy-lenu s jedním nebo více komonomery.) Příkladem ta-kových až Cg alfa-olefinových uhlovodíků je pro-pylen, 1-buten, 1-hexen, 4-methyl-l-penten a 1-okten.
Katalyzátor může být připraventakovým způsobem, že se nejprve připraví prekurzorze slouženiny titanu (například TiCl^), sloučeninyhořčíku (například MgClg) a «i elektron donor- ní sloučeniny (například tetrahydrofuranu), napříkladrozpuštěním sloučeniny titanu a hořčíku v donoruelektronů a oddělením prekurzoru krystalizaeí. Ná-sledně se tímto prekurzorem impregnuje porézní inert-ní nosič (například oxid křemičitý), například roz-puštěním prekurzoru v eiektrpnGjoňořňí sloučenině*·*-smísením rozpuštěného prekurzoru s nosičem a vysuše-ním k odstranění rozpouštědla. Výsledný impregnovanýnosič může být aktivován zpraa^áním s aktivační slou-čeninou (například triethylhliníkem).
Polymerizace může být prováděna kontaktováním monomerů v plynné fázi, například ve fluidním loži, s aktivovaným katalyzátorem při tep- lotě od 30 do 105 °C a za nízkého tlaku asi do 6,87 MPa (například od 1,03 do 2,40 MPa). *
Způsobu výroby folie vytlačfnýmvyfukováním se můře použít k výrobě folie z ethyle-nových polymerů o nízké hustotě vyrobených při níz-kém tlaku. Způsob výroby folie z jednoho takovéhonízkotlakého ethylenového kopolymeru o nízké husto-tě je popsán například v amerických patentech č. 4 243 a 4 294 746. Rychlosti výroby folie při výtlač-ném vyfukování za použiti polymerů s malým mechanic-kým zpevněním při deformaci a zvláště nízkotlakýchethylenových kopolymerů a nízké hustotě, při použitíběžných chladících zařízení a technologií, využívá-jících chladících prstenců, tj. usměrňování prouduvzduchu k vytváření zóny sníženého tlaku napříkladVenturiho efektem, jsou v některých případech ve srov-nání s rychlostmi dosahovanými v běžných postupeehvýtlačného vyfukování při použití běžného vysokotla-kého polyethylenu o nízké hustotě, nízké. Kromě to-ho kinetika krystalizace a Theologická dynamika způ-sobují v těchto případech nižší čirost, nižší leska vyšší zákal, měřeno podle ASTM D 1003 a ASTM B 2457.
Je známo, že Theologické vlastnosti běžných vysokotlakých polyethylenových pryskyřic a nízké hustotě (HP-LBPB) se podstatně liší od rheolo- % - 8 - gických vlastností nízkotlakých ethylenových kopoly- merů o nízké hustotě (LLDPE). Popis těehto rozdílů je uveden v americkém patentu č. 4 243 619, vydaném 6. ledna 1981. Důležitý rozdíl je v rheologii LLBrEv C UWP pehi polymerů- mechanického zpevnováníypři deformaci pro-tahováním. LLDPE polymery vykazují obeeně malé me-chanické zpevnění při deformaci protažením, zatímcomateriály vyrobené vysokotlakou polymerizaeí vykazují relativně velké zpevnění při ibucmfa deformaci pro-tahováním.
Vlastnosti nízkotlakých ethyleno- v vých polymerů s nízkou hustotou neumožňují dosáhnoutrychlostí výroby folie požadované v průmyslu, aníž byse nepříznivě neovlivnila stabilita rukávu folie.Jinými slovy, problém nestability rukávu folie zabra- v nuje dosažení v průmyslu požadovaných výrobních rych-lostí při výrobě folií výtlačným vyfukováním nízkotla kýeh ethylenových polymerů o nízké hustotě při postu-pech využívajících prc|i0ilazování trubky Venturxhoefektu^vyfukování trubky na folii. Mezi příčiny těch-to obtíží náleží zřejmě rheologie protahování nízko-tlakých ethylenových polymerů o nízké hustotě. V po-rovnání s běžnými vysokotlakými polyethyleny o nízkéhustotě jsou určité nízkotlaké ethylenové polymery onízké hustotě měkčí a mají menší pevnost taveniny - 9 -
Poííuei^i protahování. V důsledku toho, g sou tyto nízkotlakéethylenové polymery o nízké hustotě při výrobě folievýtlačným vyfukováním vytlačeny tryskou a z vnějšístrany chlazeny proudem vzduchu, přiváděným za využi-tí Venturiho efektu proti roztavené pryskyřici, sta-bilita rukávu folie se zmenšuje vlivem zvýšenéhoochlazování, vynuceného zvětšením prosazení. Jinými
Z slovy, k nestabilitě rukávu folie dochází při vyššíchprosazeních vzhledem k tomu, že taková prosazení vyžadují větší tepelný přestup při chlazení. Ten je do-provázen zvětšením množství a/nebo zvýšením rychlostichladícího vzduchu, čímž dochází k porušení stabilityrukávu, takže napříkladrvkavztrácí svou jednotnost vdůsledku chování těchto nízkotlakých ethylenových po-lymerů o nízké hustotě při protahování.
Jedním z hlavních limitujícíchfaktorů rychlosti při výrobě folie z LLDPE výtlačnýmvyfukováním, je zmenšená stabilita rukávu v důsledkuinherentní vlastnosti tohoto polymeru, tj. nízkého v mechanického zpevňování při deformaci protahováním.Tento faktor se spojuje s použitím trysek se širokouštěrbinou, běžně používaných k eliminaci trhání tave-niny (viz americký patent č. 4 243 619). Použitím ši-rokých vytlačovacích štěrbin se zmenší nebezpečí pře- — 10 — tržení taveniny, avšak bohužel se může zmenšit irychlost ochlazování rwfcafvttz , což má za následekvštší výšku čáry tuhnutí a další zvýšení nestabilityrukávu. To vše má za následek snářenť rychlostí vy-tlačování: ’ ve srovnání s rychlostmi, dosahovanýmipři použití HP-LDPE.
Toto rheologické chování, společněs použitím trysek se širokými štěrbinami, kterých senyní běžně používá, má zřejmě z části za následek ty-picky vysoké zakalení a malý lesk folií, vyráběnýchz LLDPE při použití běžných způsobů chlazení rukávu. Při typickýeh podmínkách jsou hodnoty pnutí v taveni-ně nízké, částečně v důsledku malého mechanickéhozpevnění polymeru. Tím se zmenšuje schopnost "prota-hování” povrchových kazů ve folii a současně se ome-zuje rozsah krystalizace vyvolané napětím, což jsouoba faktory, zvyšující zakalení a zmenšující lesk.
Kromě toho sklon LLDPE k přetržení taveniny má zanásledek vznik hrubšího počátečního povrchu ve srov-nání s běžnými HP-LDPE. Jinými slovy, větší počáteč-ní hrubost povrchu je důsledkem rheologie během stři- v hového namáhání a méně se odstraňuje v důsledku chování při protahováním - 11 -
Kromě toho vzniká menší počet polymerních krysta-litů, jejichž tvorba je vyvolána napětím, jelikožúroveň napětí, vyplývající z neexistence zpevňová-ní při deformaci protahováním, je nízká. To vše máza následek, že se dosud při použití běžné techno-logie výtlačného vyfukování nevyrábějí z LLDPE fo-lie s vysokou čirostí, r To sni žuje použitelnost LLDPE pryskyřic na trhu čirýchfólií. Přědmětem vynálezu je způsobvýroby(foliemza normálních podmínek pevné thermo-plastické pryskyřice s viskozitním indexem při pro- tahování menším než 6 s výhodou v rozmezí od 2 do 4,^5, vyznačující se tím, že se pryskyřice vytla- čuje štěrbinou trysky pro výtlačné vyfukování tu-·bulárních^ólií za vzniku roztavené trubky, tatotrubkami*adiálně vyfukuje v úhlu alespoň 45°, měře-no od podélné osy vyfukovaného rukávu fólie směremk povrchu fólie, přičemž se uvedený úhel udržujena hodnotě alespoň 45° po vzdálenost alespoň 25,4 mmve směru podélného řezu vedeného podélnou ©sou vyfuko-vaného rukávu fólie, načež se rukáv fólie uvede dostyku s primárním chladícím proudem. Před stykem s primárním chladícímproudem se rukáv fólie s výhodou vyfukuje do alespoň - 12 - 1,5 násobku, výhodněji do alespoň 1,7 násobku anejvýhodněji do 1,8 až 6 násobku průměru roztavenétrubky opouštějící okraj trysky pro výtlačné vyfu-kování. Zároveň se před stykem s primárním chladí-cím proudem zmenší tloušíka rukávu folie s výhodou naalespoň 30 % a přednostně na 5 až 25 % původní tloušíky trubky opouštějící okraj trysky pro výtlačné vy-fukování.
Badiální vyfukování rukávu fóliese provádí s výhodou v úhlu alespoň 55° s výhodouv úhlu 65 až 85°, měřeno od podélné osy vyfukova-ného rukávu fólie směrem k povrchu fólie.
Průměr výtokového otvoru chladi-cího proudu je s výhodou stejný . nebo větší než 1,6,s výhodou 1,8 násobek průměru vyfukovací trysky, při-čemž nejvýhodněji je 1,9 až 6,1 krát větší než prů-měr trysky po výtlačné vyfukování, -
Jako za normálních podmínek pev-né thermoplastické pryskyřice se s výhodou používánízkotlakého polymeru ethylenu o nízké hustotě, na-příklad kopolymeru ethylenu s až 15 % molárnímialespoň jednoho až Cg alfa-olefinového komonomeru, - 13 - kterýžto polymer má hastotu 91G až 940 kg/nP. Můžese však použít i nízkotlakého polymeru ethylenu ovysoké hustotě.
Podle výhodného provedení vynále-zu se primární chladící proud, kterým bývá vzduch akterý se přivádí alespoň jedním výtokovým otvorem,orientuje tak, že vně rukávu fólie vzniká zóna sní- ženého tlaku. Výhodná . provozní ryeh lost trysky pro výtlačné vyfukování je nad 0,089 kg/h.mm a přednostně je v rozmezí od 0,125 až 0,214
Termín "primární chladíeí proud"je definován jako proud chladící tekutiny, napří-klad vzduchu, ve směru po proudu za čárou tuhnutí,který vykazuje nejvyšší hmotnostní průtok. "Hmot- - 14 - nostni průtok” je definován jako hmotnostní množ-ství chladící tekutiny, protékající v daném časovémintervalu.
Polymer s nízkým mechanickým zpev-néním vykazuje viskozitní index při protahovánímenší nebo rovný 6. Tento index je definován jakopoměr viskozity při protahování při celkové defor-maci podle flencky-ho 2 a viskozity při celkové de- formaci podle Hency-ho 0,2, měřeno při rychlosti —1 , vdeformace 1,0 s . Tento index udává stupen, v ja-kém polymer vykazuje mechanické zpevnění (to zname-ná zvýšení viskozity se zvyšující se deformací).Například běžný vysokotlaký polyethylen o nízké hus v totě vykazuje mechanické zpevňování zrychlující ses časem, zatímco určité nízkotlaké ethylenové kopo-lymery o malé hustotě vykazují mnohem menší mecha-nické zpevnění. Polymery s viskozitním indexem připrotahování menším nebo rovným 6 jsou napříkladnízkotlaké kopolymery ethylenu a C^ až Cg alfa-ole-finových monomerů o malé hustotě, popsané ve shorauvedených patentových publikacích. Následuje popis obrázků: - 15 -
Obr. 1 představuje schéma zařízeník provádění způsobu výroby folie výtlačným vyfuková-ním podle vynálezu, na kterém je znázorněn jedenvzduchový prstenec u něhož je volný prostor mezištěrbinou trysky a vzduchovým prstencem podstatně v větší než bývá obvyklé, čímž se umožňuje radiálníexpanze rukávu folie podle vynálezu.
Obr. 2 představme schéma části běž-ného zařízení k výrobě folie výtlačným vyfukováníms jedním vzduchovým prstencem, který vykazujenormálně velký volný prostor mezi štěrbinou tryskya vzduchovým prstencem. v
Obr. 3 znázorňuje viskozity při frotahování u běžných vysokotlakých polyethylenů onízké hustotě a nízkotlakých ethylenových kopolyme-rů o nízké hustotě.
Obr. 4 je zvětšené schematické zobrazeni rychlé expanze rukávu a ztenčování ✓ folie, dosažené při způsobu podle vynálezu před sty-kem s primárním chladícím proudem na kterém je rov-něž znázorněno měření uhlu expanze rukávu folie. Ačkoliv je způsob podle vynálezu aplikovatelný, jak již bylo uvedeno, na všechny ethy - 1β - lenové polymery, bude pro zjednodušení dále způsobpodle vynálezu popsán na příkladu polymerů s malýmmechanickým zpevněním, kterými jsou nízkotlaké ethy-lenové polymery o nízké hustotě. Toto zjednodušeníneznamená omezení rozsahu vynálezu. Jak bylo podrob-něji popsáno, je vynález obecně aplikovatelný napolymery s nízkým mechanickým zpevněním, které vy-kazují viskozitní index při protahování menší nežnebo rovný 6. Jedním z příkladů takových polymerůs malým mechanickým zpevněním jsou nízkotlaké ethy-lenové polymery o nízké hustotě. Při způsobu výroby folie výtlačnýmvyfukováním je roztavený polymer vytlačován prsten-covou tryskou, čímž se vytvoří roztavená trubka,která je po expanzi stlačeným plynem ozhačována jakorukáv folie. Rukáv folie se dále ochladí a zploštía obvykle navine na válec. Výhodně se trubka fóliepřed navinutím podélně rozstřihne. Pelie vyrobenátakovým způsobem můýe mít širké rozmezí tlouštky vzávislosti na použitém polymeru a požadavcích finál-ního použití. Z nízkotlakých ethylenových polymwrůo nízké hustotě je možno výtlačným vyfukováním vy- Z v robit folie o tlouštce v rozmezí od 0,0025 mm doasi 0,5 mm. Tlouštka většiny folií vyrobených z těchto - 17 - polymerů se pohybuje v rozmezí od 0,0125 mm do asi0,2 mm a výhodně od 0,0125 mm do asi 0,05 mm. Takjako při běžných postupech výroby folie výtlačnýmvyfukováním je i při způsobu podle vynálezu rufcaVfolie vytvářen a udržován nafukováním plynem a udr-žováním přetlaku plynu (například vzduchu nebo dusí-ku) uvnitř rukávu z folie. Tlak plynu je regulovántak, aby bylo dosaženo požadovaného stupně expanze z v vytlačované trubkové folie. Stupen expanze dáleJakož o znač ováný/poměr vyfukování, def^i/tt/ovaný jako poměrobvodu plně expandované trubky k obvodu prstencetrysky, se může pohybovat v rozmezí ed asi 1 : 1 doasi 6 : 1 a s výhodou od asi 1 : 1 do asi 4:1.
Hodnoty protažení nízkotlakých ethy-lenových polymerů o nízké hustotě jsou vynikající.Protažení, definované jako poměr šířky štěrbiny trys-
v Z ky k násobku tlouštky folie a poměru vyfukování, jeudržován větší než asi 2 a menší než asi 250 a výhod-ně větší než asi 25 a menší než asi 150. Z těchto po-lymerů mohou být vyrobeny při vysokém protažení fólie v o malé tlouštce i v případě vysokého znečištění poly-meru cizími částicemi a/nebo gelem. - 18 -
Je možno z nich vyrobit tenké fólie o tloušlcenad asi 0,01 mm, které vykazují tažnost v podélné^směru nad asi 400 až asi 700 % a tažnost v příčnémsměru nad asi 500 až 700 %. Kromě toho nejsou fó-lie štěpivé. Štěpivost je kvalitativní pojem, kte-rý popisuje trhací odezvu fólií s vruby při vyso-kých rychlostech deformace. Štěpivost je charakte-ristickou vlastností fólií, která se projevuje uněkterých typů finálních výrobků. Při běžných způsobech výrobyfólií výtlačným vyfukováním za použití zařízeníčástečně zobrazeného na obr. 2, při kterém se prochlazení fólie využívá Venturiho efektu, zabraňu-jí problémy spojené s nestabilitou rukávu fóliepoužívat při zpracovávání nízkotlakých polymerůethylenu s nízkou hustotou nebo jiných polymerůvykazujících malé mechanické zpevnění při deforma-ci protahováním vysokých výrobních rychlostí, kte-ré jsou z průmyslového hlediska žádoucí.
Bylo zjištěno, že hlavní pří-činou těchto problémů jsou běžně používané vzdále- - 19 - nosti mezi štěrbinou trysky a výstupním hradlemjednoduchého vzduchového prstence. Bylo objeve-no, že zvětšení těchto vzdáleností může tytoproblémy eliminovat, jak bude dále popsáno. Dů-ležitější však bylo zjištění, že pokud se tytovzdálenosti zvětší tak, že se rukáv fólie předstykem s primárním chladícím proudem (který můženebo nemusí být proudem vytvářejícím zóna sníže-ného tlaku) rozfukuje v úhlu alespoň 45° od podél-né osy rukávu fólie, vykazuje většina fólií vyro-bených tímto způsobem relativně vysoký stupeňSirosti. Důvody, proš při této technologii vzni-kají fólie s vysokou Sirostí, nejsou plně objas-něny. Zdá se však, že expanzí rukávu fólie, pro-bíhající uvedeným způsobem, vznikají ve fóliiurSitá pnutí a síly^dochází k takové rychlostiochlazování, které souhrnně mají příznivý vlivna optické vlastnosti fólie. Výraz ‘'nízkotlaké ethylenovépolymery o nízké hustotě**, používaný v popisu,zahrnuje homopolymery a ko polymery alespoň asi85 % molových ethylenu s maximálně 15 % molovými - 20 - alespoň jednoho až Οθ alfa-olefinového uhlovo-díkového komonomeru (například propylenu, 1-bute-nu, 1-hexenu, 4-methyl-l-pentenu a 1- oktenu),které jsou kopolymerizovány při nízkém tlaku(například 1,03 až 2,40 KPa). Takové kopolymeryvykazují hustotu maximálně 940 kg/cm^ a typickyse jejich hustota pohybuje v rozmezí od asi 910do asi 930 kg/cm . Kromě toho mají takové polyme-ry obecně úzké rozmezí distribuce molekulové hmot-nosti (lw/Μη), 2,7 až 5·· Příklady způsobů výrobytakových kopolymerů jsou podrobně popsány v ci-tované evropské přihlášce vynálezu š. 4647 a ame-rickém patentu Č. 4 302 565· Nízkotlaké ethylenové polymeryo vysoké hustotě mají hustotu za normálních pod-mínek 940 až 972 kg/cm^. Dále bylo zjištěno, že jemožno dosáhnout zlepšené čirosti a vyšších rych-lostí výroby, když se k nízkotlakým polymerům ovysoké hustotě přidá určité množství obchodně do-stupného vysokotlakého polyethylenu o nízké husto-tě (HP-LDPE), přičemž požadované množství závisí - 21 - na rychlostech výroby a požadovaných vlastnostechproduktu. Běžně činí jeho množství méně než 10 %. Při způsobu podle vynálezu semůže použít běžných vytlač©vacích zařízení apostupů aplikovatelných na nízkotlaké ethyle-nové kopolymery o nízké hustotě, například běžných vytlačovacích strojů, trysek,zplošíovacích prvků, přítlačných válců a naví-jecích válců, jednoduchých vzduchových prsten-ců atd., za předpokladu, že vzdálenost mezi štěr-binou trysky a výpustním hrdlem vzduchového prs-tence bude udržována na hodnotě uvedené v dalšímpopisu. Do fólie mohou být přidány v souladu sobvyklou praxí běžné přísady, jako jsou maziva,protislepovací činidla a antioxidační přísady. K nízkotlakým ethylenovým poly-merům o nízké hustotě mohou být rovněž přidánynttkleační přísady ke zlepšení optických vlast-ností fólií vytvořených z těchto polymerů. Narozdíl od vysokotlakého polyethylenu o nízkéhustotě, kde jsou - 2½ - optické vlastnosti ovlivňovány především rheologic-kými faktory, jsou optické vlastnosti nízkotlakých v ethylenových polymerů o nízké hustotě ovlivňoványrovněž krystalizačními efekty. Heterogenní nukleač-ní přísady představují přídavné místa, na kterýchzačíná krystalizace těchto polymerů. Tímto způsobemse dosáhne zvýšení krystalizaění a nukleaění rychlostia krystalizaění teploty a zmenšení velikosti sřéro-litů. Heterogenní nukleaění přísady zahrnují dibenzylfcdensorbitol, oxid křemičitý s vysokým měrným povr-chem, saze a pigmenty ftalocyaninová zelen a ftalo-cyaninová modř. Těchto přísad se používá v množstvíod asi 2,5 ppm do asi 2000 ppm.
Společně s nukleačními činidly mo-hou být použity látky, zvyšující jejich účinnost. Ta-kové látky již byly rovněž popsány. Tak například jižbyl popsán způsob udržování účinnosti dibenzyliden-sorbitolu po přidání do plastotvorných směsí na báziethylenového polymeru ke zlepšení optických vlastnostítěchto plastů, pří kterém se přidává do uvedené plae-totvorné směsi obsahující dibenzylidensorbitol, aminmastné kyseliny vzorce:
- 2> - ve kterém B je alkyl s 12až 24 atomy uhlíku neboalkylenj
R je vodík, nižší alkyl, hydroxyalkyl, zbytek 1,3--propylendiaminu nebo skupina vzorce (C-C-O)x H ve kterém x značí číslo 2 až 5j a R" je R nebo R , přičemž se uvedený amin mastné kyseliny přidává dosměsi v množství postačujícím k zachování účinnostidibenzylidensorbitolu na zlepšení optických vlast-ností uvedené plastotvorné směsi. Dále je znám způsob zachování účin-nosti dibenzylidensorbitolu po přidání do plasto-tvorných směsí na bázi ethylenového polymeru za účelemzlepšení jejich optických vlastností. Podle tohotozpůsobu se do plastotvorných směsí, obsahujících di-benzylidensorbitol, přidá sůl kyseliny stearové zeskupiny tvořené stearátem zinečnatýra, stearátem ho-řečnatým a stearátem vápenatým, přičemž tato sůl sedo směsi přidá v množství dostatečném k zachováníúčinnosti dibenzylidensorbitolu na zlepšení optickýchvlastností uvedené plastotvorné směsi.
Optimalizovaná směs pro výrobu LLDPEfolie o vysoké čirosti může například zahrnovat sta-bilizátory, prostředky proti proužkování vlivem gelů, - 2$ - 1500 - 3000 ppm xnfuzoriové hlinky, 400 - 2000 ppmstearátu zinečnatého a 0 - 1500 ppm oleamidu neboerukamidu.
Způsob podle vynálezu je obecněužitečný u polymerů s malým mechanickým zpevněním,jako jsou určité nízkotlaké ethylenové polymery snízkou nebo vysokou hustotou. Rozsah mechanickéhozpevnění polymeru může být stanoven měřením visko-žity při protažení. Viskozita polymeru při protaže-ní může být měřena mnoha experimentálními postupy(viz například J. L. White, zpráva č. 104, PolymerScience and Engineering Department, University ofTennessee, Knoxville). Výraz ”viskozita při protažení"představuje viskozitu, stanovenou způsobem při kon-stantní rychlosti deformace. Může se například po-užít způsobu a zařízení popsaného Μ. T. Shavem v"Extensional Viscosity of Melta Using a ProgrammableTensile Testing Machine", Proceedings, VIInter-national Congress on Bheology, 1976. Podle Shav-ovyzprávy se při provádění měření používá servořízenýInstroův přístroj pro tahové zkoušky. Konce roztave-ného prstence polymeru, ponořeného v lázni silikono-vého oleje, jsou oddalovány zvyšující se rychlostípodle následující rovnice: - 25 - L(t) - Lq exp ( £ i) kde L(t) = rozestup čelistí v čase t (v palcích)
Lq = počáteční rozestup čelistí (v palcích) * = rychlost deformace (s”1), konstanta t t = čas (s) Převaděč sil měří zatížení během deformace a viskozita při protažení se vypočte dělenímnapětí rychlostí deformace a je určena jako funkcedeformace nebo času během deformace při teplotě asi150 °C.
Za použití této techniky přideformaci tavenin běžného vysokotlakého polyethyle-nu o nízké hustotě podle uvedené rovnice roste viskožita při protahování zvyšující se rychlostí s loga-rithmem času. Tento průběh je ukázán na obr. 3 propolyethylen o nízké hustotě, vyrobený polymerizacíza vysokého tlaku, který vykazuje index toku taveni-ny 2 g/10 min a hustotu 920 kg/m . Obr. 3 ilustrujeviskozitu tohoto materiálu při protahování přitřech různých rychlostech deformace (znázorněno tře-mi přerušovánými křivkami na obr. 3). Mechanické - 2$ - zpevnění takového běžného vysokotlakého polyethylenuo nízké hustotě se zvyšuje při zvětšování rychlostideformace. Některé nízkotlaké kopolymery ethy- lenu o nízké hustotě vykazují při malých rychlostechdeformace malé mechanické zpevnění. Obr. 3 (viz ne-přerušované křivky) ukazuje, že se mechanické zpev-nění zvětšuje při vyšších rychlostech deformace,zvláště u pryskyřic s nižším idexem toku taveniny,avšak ne do stupně, pozorovaného u běžných vysoko-tlakých polyethylenů o nízké hustotě. Kromě toho ma-jí nízkotlaké kopolymery ethylenu o nízké hustotě a Úzké distribuci molekulových hmotností menší sklon lénu s širší distribucí molekulových hmotností.
Polymery s malým mechanickým zpev-něním mohou být definovány jako polymery s indexemviskozity při protažení menším než 6 nebo rovným 6.Tento index představuje poměr viskozity polymerupři protažení stanovené při celkovém napětí podleHencky-ho 2 a jeho viskozity při protažení stanove-né při celkovém napětí dle Hencky-ho 0,2, přiěemžobě měření jsou prováděna při rychlosti deformace1,0 s"1. Tyto hodnoty viskozity mohou být měřeny -27- 4 přímo nebo mohou být odečteny z odpovídající křivkyviskozity, znázorněné například na obr. 3. Jak jeznázorněno na obr. 3, celková deformace může býtvypočtena znásobením uvedené rychlosti deformaceodpovídajícím časem vzhledem k tomu, že při testu se používá konstantní rychlosti deformace. De-finice napětí dle Hencky-ho je uvedena v článku J. M.Dealy "Extensional Bheometers for Molten Polymers;a Review "Journal of Non-Newtonial Fluid Mechanice, 4 (1978) 9-21. Obecně řečeno, ačkoliv takové poly-mery s malým mechanickým zpevněním zahrnují polymery,jejichž index viskozity při protažení nepřevyšujeasi 6, je výhodné, aby index viskozity pro protaženíu těchto polymerů nepřevyšoval asi 3,5. Nízkotlaké ethylen- až Cg alřa--olefinové uhlovodíkové kopolymery pro výrobu fólievykazují index viskozity při protažení = 2 až 4,5.
Například kopolymer ethylenu a 1-butenu polymerizo-vaný při nízkém tlaku, s indexem toku teveniny 2,0a hustotou 918 kg/m, ma index viskozity při pro-tažení 2,2. Podobně, kopolymer ethylenu a 1-butenu,vyrobený polymerizací při nízkém tlaku, s indexemtoku taveniny 1,0 g/10 min a hustotou 918 kg/cm ,má index viskozity při protažení 2,6. Naproti tomuběžný vysokotlaký polyethylen o malé hustotě s in- - 28 - dexem toku taveniny 2,0 g/10 min (o hustotě asi918 kg/nrb, dodávaný Union Carbide Corporationpod obchodním názvem DFD-4140, vykazuje indexviskozity při protažení asi 10.
Obr. 1 představuje část zařízenísloužící k expanzi a posunu roztaveného foliovéhorukávu při způsobu výroby fólie vytlačovaným vyfu-kováním. Soztavená trubka se vytlačuje přes okraje12 otvoru trysky, vymezující štěrbinu 14prstenco-vé trysky 161 ve vertikálním směru vzhůru. Expanzítéto trubky se vytvoří rukáv fólie 10. Trubka můžebýt vytlačována rovněž směrem dolů nebo do strany,jak je známo ze známého stavu techniky. Zařízenís horním odtahem (například extruder atd.) není za-kresleno a je možno použít běžného způsobu a zaří-zení k tavení a posunu polymerního materiálu k prs-tencové trysce 16. Podobně, ačkoliv nejsou naobrázku znázorněna žádná navazující zařízení (na-příklad zplošíovací zařízení, navíjecí válce atd.),může se pro zpracování fólie a pro manipulaci s nípoužít obvyklých zařízení a postupůr Při způsobu podle obr. 1 je rukávfólie 10 ochlazován vzduchem nebo jinou tekutinounasměrovanou proti vnějšímu obvodu rukávu fólie chladicím prstencem 18 s jediným výtokovým otvorem 20. - agr -
Na obr. 2 je znázorněno běžné za- řízení, ve kterém jsou podobné části označeny stej-nými vztahovými značkami (s čárkou), jako na obr. 1,popisujícím zařízení podle vynálezu. Vzdálenost mezi
ří u obchodně dostupných pryskyřic odporové síly, V z z zabraňující expanzi folie účinkem sníženého tlaku, vytvářeného například Venturiho efektem, ke kterémudochází při výtoku proudu vzduchu z výtokového otvo- ru 20 .
Ukázalo se, že vzhledem k vý-jimečně nízkým viskozitám při protažení a malému me-chanickému zpevnění ethylenových polymerů a zvláštěLLDEE je možné tuto vzdálenost podstatně zvětšit aže takové zvětšení je možné při současném zachovánísíly, způsobující rozšíření rukávu do oblasti Ventu-riho efektu vytvořené proudem vzduchu, jak je zná-zorněno na obrázku šipkami. To má však několik výhod.Folie se velmi rychle radiálně potahuje, čímž se do-cílí jejího ztenčení před stykem s primárním chladí- - 30 - cím proudem, jak je znázorněno na obr. 4. Tím se vy-tváří výjimečný profil rukávu s odlišným profilemnapětí v taveninš ve srovnání s profilem napětí v ta-venině u běžných postupů. Jak je znázorněno na obr. 1,roztavená trubka pryskyřice, opouštějící štěrbinu 14.trysky posléze expanduje radiálně v uhlu alespoň 45a výhodně alespoň 55°, měřeno od podélné osy označe-né "yM rukávu fólie 10 ve směru k povrchu roztavenétrubky bud ve směru pohybu hodinových ručiček neboproti směru tohoto pohybu, vzhledem k prstencové trys- z ce 16. Expanze rukávu folie pokračuje tak, že se dolníčást rukávu udržuje v uhlu alespoň 45°, výhodněalespoň 55 a nejlépe v uhlu 65 až 85 po vzdálenost v alespoň 25,4 mm ve směru podélného řezu vedeného po-délnou osou rozfukovaného rukávu folie. Podle obr. 4je patrné, že požadovaný úhel alespoň 45° je vnitřníuhel sevřený podélnou osou MyM rukávu folie 10 a přím-kou/ vedenou, od podélné osy y dvěma body P^ a P^, umís-těnými na povrchu radiálně expandované folie ve vzdá- v z lenosti alespoň 25,4 mm. Expanze rukávu folie pokra-
V čuje do dosažení 1,5, výhodně alespoň 1,7 a nejlépe od 1,8 násobku do 6 násobku prjbněru roztavené trubky, opouštějící štěrbinu 16. Je pochopitelné, že rukáv roztavené folie vibruje, což způsobuje určité malé změny tvaru rukávu. Přesto se však dosahuje charakte- - 31 - ristického hladkého profilu rukávu. Body P-^ a ^yměly být umístěny na tomto hladkém profilu rukávu.
Se zvětšujícím se průměrem trysky je žádoucí, aby sezvětšovala vzdálenost mezi body P^ a P^. Jako příkladje možno uvést, že v případě průměru trysky 76,2 mmbude vzdálenost mezi P^ a P^ asi 25,4 mm a při prů-měru trysky 304,8 mm by měly být body P^ a Pg od se-be vzdáleny asi 50,8 mm. Horní hranice vzdálenostimezi body P^ a Pg je určována velikostí trysky, vzdá-leností ke vzduchovému prstenci a dalšími omezujícímifaktory» Vzhledem k takovému charakteru proměnnýchneexistuje tudíž specifická horní hranice. Vzhledemk tomu, že však je známo použití trysek o průměrudo 1829 mm nebo ještě širších, vzdálenosti mezi z body Pj a ?2 se úměrně zvětšují. Po expanzi rukávu10 se folie uvede do styku s primárním chladicím prou-rdera. Vzhledem k tomu, že na obr. 1 je znázorněn chla-dící prstenec 18 s jednoduchým výtokovým otvorem 20.je v tomto případě primárním chladícím proudem proudvzduchu, který současně vytváří zónu sníženého tlaku z účinkem Venturiho efektu. Zdroj vzduchu je přiváděndo chladícího prstence 18 vstupem 22 a odváděn z chladícího prstence 18 výtokovým otvo-rem 20, jak je znázorněno šipkami. Při poměru vyfu- - 32 - V / kování 2 : 1 se tlouštka folie před stykem s primár- v ním chladícím proudem zmenší alespoň na 30 % a výhod-né na asi 5 až asi 20 % původní tlouštky roztavenétrubky, opouštějící štěrbinu 12 trysky. Při tomtozpůsobu dochází ke zvýšenému napětí v tavenině, čímžse mění kinetika krystalizace v tom smyslu, že se zvy-šuje koncentrace povrchových sferoidů. Při tom vznikáfolie s hladším povrchem, menším zákalem a vyš^m leskem.
Tavenina se navíc vystaví běhemkrystalizace vyššímu napětí. Jak popsal Keller v J.Polym. Sci. 15, 31, 1955 a A. Keller a Η. H. Machisv J. Macro Sci. Physi, B1 41 (1967), má takový způsobza následek rychlejší krystalizaci a zkrácení indukčnídoby. To podporuje vznik většího počtu nukleačníchzárodků a má za následek nižší zákal a vyšší lesk.
Jak již bylo uvedeno, folie předstykem s primárním chladicím proudem radiálně expan-dují v uhlu alespoň 45°, měřeno od podélné osy a vý-hodně alespoň 55°. Expanze v uhlu větším než 55° aoptimálně 65° až 85° zvyšuje rychlost ztenčování fo-lie, to znamená ryehlost jejího protahování, čímž sezlepšuje stabilita rukávu folie a optické charakteris- z tiky výsledné folie. - 33 -
Folie expanduje před stykem S pri- v márním ehladřím proudem na alespoň 1,5 nájisobek své-ho původního průměru, opouštějícího štěrbinu trysky, v v výhodně na alespoň 1,7 násobek a nejlépe na 1,8 az6 násobek průměru roztavené trubky, opouštějící štěr-binu 12 trysky. z
Je výhodné, že expanze folie na v alespoň 1,7 násobek jejího počátečního průměru jev rozmezí běžných vyfukovacích poměrů, to znamená,získávají se z obchodního hlediska požadované průměrytrubek. Tato hodnota rovněž leží v rozmezí poskytují-cím vynikající výsledky, poněvadž se dosahuje výbor- z v z něho ztenčení folie. Maximální stupen expanze foliepřed stykem s primárním chladícím proudem závisí namnoha podmínkách, jako jsou specifické vlastnostizpracovávaného polymeru, použité zařízení atd. Obec-ně mohou být folie expandovány do bodu, který bez-prostředně předchází protržení folie.
Aby byla umožněna požadovaná ex-panze folie a dodrženy další parametry vynálezu, mů-že být nutné provedení určitýeh modifikací rozměrů,a vzdáleností používaných v o sobě známých postupech. V souladu s obr. 1 a 4 je průměr v výtokového otvoru 20 alespoň 1,6 krát větší než je - 34 - průměr štěrbiny trysky.
Průměr výtokového otvoru je výhodně
V alespoň 1,8 krát větší než průměr štěrbiny trysky anejlépe 1,9 aŽ 6,1 krát větší. Tyto rozměry platírovněž pro vzduchové prstence s vícenásobnými výtoko-vými otvory a míry platí pro průměr otvoru, bezprostředně sousedícího s primárním chladícím proudem. U patro-vých systémů vzduchových prstenců je žádoucí, aby v každý vzduchový prstenec splňoval rozměrové požadavky,platné pro případ jednoduchého vzduchového prstence. Při výhodném provedení je popřípaděmezi chladícím prstencem 18 a tryskou 16 upraveno čás-tečné těsnění 24, zasahující od spodního povrchuvzduchového prstence 26 do vzdálenosti asi 1,6 až 6,3 mm nad povrch 28 trysky, přičemž se tato vzdále-nost řídí typem trysky, rychlostí proudu vzduchu a v dalšími proměnnými hodnotami. Částečné těsnění 24 jevyrobeno z jakéhokoliv vhodného materiálu odolávají-cího provozním podmínkám a výhodně je z nerezové v oceli, částečné těsnění 24 je upraveno mezi tryskou 16 a chladícím prstencem 18 proto, aby se regulovalo vakuum v prostoru mezi rukávem 10 a povrchem trysky 16. Při použití vzduchových prstenců s vícenásobnými výtokovými otvory není vždy nutné regulovat vakuum a - .35- je možno v závislosti na podmínkách těsnění vypustit,použít částečného těsnění nebo úplného těsnění. Připoužití patrových vzduchových prstenců se typ případ-ného těsnění řídí vzduchovým prstencem umístěným nej-blíže k trysce v souladu s kritérii, uvedenými v sou-vislosti se vzduchovými prstenci s jednoduchým nebovícenásobným výtokovým otvorem. Vzdálenost mezi dnemvzduchového prstence, který je nejblíže trysce 16.například chladícího prstence 18 a horním povrchemtrysky 16 závisí na velikosti použité trysky 16.Obeeně platí, že při použití 76,2 mm trysky je vzdu-chový prstenec umístěn přibližně 25,4 mra nad povrchemtrysky, při použití 305 mm trysky je vzduchový prste-nec umístěn asi 76,2 mm had povrchem trysky. Zdá sevšak, že zmenšení vzdálenosti mezi tryskou a vzdu-chovým prstencem na minimum zlepšuje za určitých pod-mínek čirost folie a průběh výroby. Při způsobu podle vynálezu může býtpoužito různých typů chladících zařízení, jako jsouvícenásobné chladící prstence podle amerického pa-tentu č. 4 330 501 nebo vzduchové prstence se zdvoje-ným výtokovým otvorem, popsané v amerických paten-tech č. 4 139 338 a 4 145 177. Dále se může použítzpůsobil vnitřního chlazení rukávu, popsaného například - 36- v amerických patentech č. 4 115 048 a 4 105 380.
Pokud se při způsobu podle vynálezu použije vzducho-vých prstenců se zdvojeným otvorem, bude primárnímchladícím proudem, vycházejícím z dvojitého výettoko-vého otvoru proud tekutiny, například vzduchu,který vykazuje nejvyšší hmotnostní průtok. Z tohodůvodu by to obecně mohl být spojený proud vzduchuz dvojitého otvoru. Podobně i při použití vícenásob-ných chladících prstenců musí podle vynálezu probíhatexpanze trubky před stykem s primárním chladícímproudem, který může vycházet ze spodních, středníchnebo horních chladících prsteneů, hebo může být v ' v podobě spojeného proudu tekutiny z alespoň dvou vý-tokových otvorů.
Chladící proud může být tvořen ja-koukoliv chladící tekutinou, výhodně nejedovatou,která je schopna poskytovat chladící efekt za sou-časného vytváření oblasti sníženého tlaku, jak tojiž bylo uvedeno. Výhodným chladícím mediem je vzduch.
Chladící vzduch je výhodně ochlazo-ván o sobě známým způsobem. Při zpracování nízkotla-kých kopolymerů ethylenu o nízké hustotě se chladícívzduch chladí například na teplotu 4,4 až 15,6 °C. -37 - Při použití takto ochlazeného vzduchu lze rukáv v ochladit rychleji, což umožňuje použít vyšších vý-robních rychlostí a produkt má lepší optické vlast-nosti. Proto se tomuto provedení dává přednost. Vpřípade, zobrazenému obr. 1 může být chladící vzduch přiváděn do chladícího prstence při rychlosti asi3 0,33 až 1,12 Nm /min na 1 em průměru trysky. U nízkotlakých polymerů ethylenuo nízké hustotě je teplota trubky, vycházející ztrysky, as 193,5 až 249,1 °C, výhodně 204,6 až 232,4°C.Při příliš nízké teplotě se zvyšuje nebezpečí že sefolie bude štěpit a při teplotě nad asi 249,1 °C sezvyšuje pravděpodobnost degradace polymeru. Minimálníteplota pryskyřice je funkcí jejího indexu toku ta-veniny, přičemž pryskyřice s nižším indexem toku ta-veniny vyžaduje vyšší teploty zpracování. Bylo zjiště- v no, že teplota taveniny může ovlivňovat optické vlast-nosti a při nižších teplotách zpracování je obvyklemožmo připravit folie s vyšší čirostí.
Způjob podle vynálezu může býtprováděn při širokém rozmezí výrobní rychlosti, νχ-tažené na rozměr trysky vyjádřené v kg/h na 1 cmobvodu štěrbiny trysky. - 38 - Při pokusném vytlačování za po-užití až dosud známé technologie bylo možno vy-robit z těchto polymerů čiré fólie při extrémněnízké výrobní rychlosti, řádově nižší než asi0,54 kg/h.em (vztažené na 1 cm obvodu štěrbinytrysky). Podle dosavadního stavu techniky všaknebylo možno získat fólie s vysokou čirostí vý-tlačným vyfukováním za použití výrobních rych-lostí atraktivních z průmyslového hlediska, tj.nad asi 0,89 kg/h.em, poněvadž rychlost vytlačo-vání nebylo možno zvýšit na průmyslově atraktivníhodnotu, aniž by se ve značném rozsahu obětovalyoptické vlastnosti, tj. vznikly například fólies nepřijatelným zákalem a leskem. Kromě tohojsou rychlosti vytlačování za použití těchtopryskyřic omezeny stálostí rukávu. Při způsobupodle vynálezu se výhodně nejen zvyšuje výrobní .rychlost za současného zachování stability rukávu,ale neočekávaně se dosahuje u vyrobených fólií po-měrně vysokého stupně čirosti. Při způsobu podlevynálezu se tedy může jednak dosáhnout zlepšenéčirosti a jednak se může použít vyšších rychlostívytlačování než jsou rychlosti používané při prů-myslové výrobě fólií z polymerů ethylenu výtlačnýmvyfukováním. Způsobu podle vynálezu je mošno s nějvětšímužitkem využít při rychlosti vytlačování nad G,89kg/h.cmjp s výhodou 0,89 až 2,68 kg/h.cm a nejvýhodněji 1,25 až2,14 kg/h.cm. - 39 -
Jak je uvedeno v americkém patentuč. 4 243 619, je při výrobě fólie výtlačným vyfuková-ním nízkotlakých ethylenových kopolymerů o nízkéhustotě možno pouýžít bez nebezpečí přetržení tavě-niny štěrbiny trysky širší než asi 1,25 mm. Při způ-sobu podle vynálezu se mohou používat štěrbiny řádověo šířce 1,25 až 3,75 mm, ale může se používat i šir-ších nebo užších štěrbin. Výhodná uspořádání okraještěrbiny jsou uvedena v americkém patentu č. 4 282 177.Podle tohoto patentu svírá okraj štěrbiny a/nebo plo-cha s ním sousedící, které jsou ve styku s roztavený® v z polymerem bud divergentní nebo konvergentní uhel vů-či ose toku roztaveného polymeru tryskou. Takové uspo-řádání zmenšuje tvorbu trhlin v tavenině.
Způsobu podle vynálezu se může po-užít k udržení symetrického tvaru rukávu vytlačenéfolie , to znamená k udržení hladkého profilu s nej-menším počtem vyboulení a kontrakcí. V závislosti napoužité pryskyřici, velikosti trysky, šířce štěrbinyvýrobní rychlosti, je někdy nutno provést několikzkoušek ke stanovení optimálního uspořádání pro do-sažení nejlepšího tvaru rukávu.
Na základě dále uvedených úvah bu-de pro odborníka v oboru snadné dosáhnout požadované-ho tvaru rukávu.
Chladícím prstencem při prováděnízpůsobu podle vynálezu můře být běžně známý v prů-myslu dostupný vzduchový prstenec.
Konfigurace okraje výtokového otvo-ru alespoň jednoho z chladících prstenců podle vyná-lezu je taková, že se vytvoří v oblasti mezi okrajemchladícího prstence a rukávem folie vnější zóna sní- z ženěho tlaku. Tato zóna sníženého tlaku vytváří va-/1 kuový efekt, který přitahuje rukáv folie směrem k v z chladícímu prstenci. Obecně usnadňuje tvorbu zóny sní-ženého tlaku taková konfigurace okraje výtokového v otvoru chladicího prstence, která jak usměrňuje proud
Z chladicí tekutiny proti rukávu folie co nejvíce para-lelně vzhledem k tomuto rukávu, tak udržuje omezenýprůřezový prostor mezi chladicím prstencem a rukávemfolie, kterýmžto prostorem protéká chladicí tekutina. Větší výška dolního okraje specific- v ky příznivě ovlivňuje paralelní tok a zlepšuje stabi-litu rukávu. V některých případech může zóna snížené- V z ho tlaku zapříčiňovat prohnutí rukávu folie nebo jejídotyk s dolním okrajem vzduchového prstence, pokud pev-nost rukávu folie v podélném směru není vysoká, nebopokud se nesníží výška dolního okraje nebo pokud sedolní okraj nezapustí do čela trysky. - 41 - * Pro odborníka bude na základě uve-dených úvah snadné zvolit vhodný tvar okrajů a vhod-nou geometrii pro dosažení stabilního rukávu folies požadovaným tvarem podle vynálezu. Následující příklady slouží k dal-k í Šímu dokreslení podmínek dosaženy s požadovaných vý-sledků.
Pod označením Mindex toku taveniny”se rozumí tavný index uvedený v ASTM D-1238, podmín-ka E. Postup měření se provádí při 190 °0 a index jevyjádřen v gramech za 10 minut. - 42 - Příklad 1
Tento příklad ukazuje zlepšenéoptické vlastnosti, získané při způsobu podle vyná-lezu. Výsledky jsou porovnány s běžným postupem, po-užívajícím běžný vzduchový prstenec s jednoduchýmvýtokovým otvorem pro vzduch a běžnou vzdálenostímezi výtokovým otvorem a Ů štěrbinou trysky. Výfuková folie byla připravena zpolymeru QRSN-7047 (index toku taveniny 1,0 g/10 minhustota 918 kg/m^), což je kopolymer ethylenu aj-butenu, připravený polymerací za nízkého tlaku (visko-zitní index při protahování 2,6) dodávaný firmouUnion Carbide Corporation.
Vytlaěovací stroj: průměr 2 1/2" (63,5 mm) NationalRubber Machinery, maximální frekvenee otáčení = 210 min"*\ šnek : L/D = 16/1 : průměr 3" (76,2 mm) prstencovéhotypu se šroubovieovitým trnem, štěrbina trysky : = 2,70 mm na výstupu.
Jako běžného chladicího prstencebylo použito vzduchového chladícího prstence typu - 43 -
Filmaster Design Model FDAR-R-3 s jednoduchým výro-kovým otvorem a se 4 tangenciálními vzduchovými pří-vody, do nichž byl přiváděn vzduch dmychadlem s mě-nitelnou rychlostí o příkonu 5,6 kV, jehož výkonbyl nastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPaj chladl- z cí prstenec má nastavitelný okraj pro upravu štěrbiny.
Jako vzduchového prstence podle vy-nálezu bylo použito vurobku Egan Machinery Co. s jed-noducým výtokovým otvorem a 4 vertikálními přívodyvzduchu, do nichž se přivádí vzduch dmychadlem s mě-nitelnými otáčkami o příkonu 5,6 kV, jehož výkon bylnastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPa.
Další podrobnosti obou postupů jsouuvedeny v následující tabulce: známý postup podlepostup vynálezu
Rychlost vytlačování(kg h cm ^)
Průměr výtokového otvoruvzduchového prstence (mm)Výška čáry tuhnutí (mm)Teplota taveniny (°C) 1,23 1,25 111,1 343 207,2 203 222,4 220 - 44 - známý postup podle postup vynále zu
Vyfukovací poměr 3,0:1
Tlouštka (mm) 0,038 Výška vzduchového prstence nad tryskou (mm) 4,8
Průměr štěrbiny trysky (mm) 73,45
Poměr průměru rukávu k průměruštěrbiny trysky při prvnímstyku s primárním chladícímproudem 1,124
Poměr průměru výtokového tvzduchovéhoJ otvoru^ prstencek průměru štěrbiny trysky 1,513
Statický tlak dmychadla (kPa) 2,76Uhel protahování rukávu v udržovaný alespoň 25,4 mm před stykem s primárním chla-dícím proudem 33° 3,9:1 0,038 19 73,45 2,420 2,820 2,76 73°
Z U dvou folií vyrobených různýmizpůsoby byly stanoveny optické vlastnosti - zákala lesk. Stanovení zákalu bylo provedeno postupem - 45 - uvedeným v ASTM D-1003. Lesk byl stanoven postupempodle ASTM D-2457. Výsledky jsou uvedeny v tabuleel:
Tabulka I
Optické vlastnosti Běžný postup Postup podlevynálezu Zákal $ 11,1 8,1 Lesk 45° matný 56,5 70,1 60° leštěný 113,3 131,1 Příklad 2
Tento příklad rovněž dokazuje zlepšené optické vlastnosti, získané při provádění způ-sobu podle vynálezu. Výsledky jsou porovnány se zná-mým postupem, používají jíním běžný vzduchový prste-nec s jednoduchým výtokovým otvorem pro vzduch aběžnou vzdáleností mezi výtokovým otvorem pro vzducha štěrbinou trysky, tj. běžným poměrem průměru výto-kového otvoru pro vzduch k průměru štěrbiny trysky. - 46 -
Vyfukovaná folie byla vyrobena zGRSN-7O47 s obsahem 0,75 % 1$ BFDC-OG93, což je kon-centrát antioxidantu dostupný od firmy Union CarbideCorporation,a 4,5 % DINH-9ijako nukleárního činid-la (vysokotlaký polyethylen o nízké hustotě s inde-xem toku taveniny 2 g/10 min, dodávaný firmou UnionCarbide Corporation), 2a použití následujícího zaří-zení :
Vytlaěovací stroj: průměr 2,5n (63,5 mm), NationalRubber Machinery, maximální frek-vence otáčení 210 min""·1· šnek : L/D = 16 : 1 tryska : průměr 6” (152,4 mm) prstencového typu se šroubovieovitým trnemštěrbina trysky = 2,67 mm na výstupu.
Jako běžného vzduchového chladícíhoprstence bylo použito výrobku Egan Machinery Companys jednoduchým výtokovým otvorem pro vzduch a 4 ver-tikálními přívody vzduchu, do nichž byl přiváděnvzduch dmychadlem s měnitelnou rychlostí o příkonu 5,6 kU, jehož výkon byl nastaven na 21 m /min přitlaku 3,7 kFa; chladící prstenec má nastavitelnýokraj pro upravu štěrbiny. - 47 -
Jako vzduchového chladicího prstencepodle vynálezu bylo použito výrobku Sáno Design s jed-noduchým výtokovým otvorem pro vzduch a 4 vertikál-ními vzduchovými přívody, do nichž se přivádí vzduchdmychadlem s měnitelnými otáčkami o příkonu 5,6 kV, jehož výkon byl nastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPa.Vzduchový prstenec má nastavitelný okraj spáry. Ostat-ní podrobnosti jsou uvedeny v následujícím přehledu:
Známý postup podlepostup vynálezu
Rychlost vytlačování (kg.h ^.cm 1) $91 0,92 Průměr výtokového otvoru vzduchového prstence (mm) 207,2 292,1 Výška čáry tuhnutí (mm) 349,2 254 Teplota taveniny (°C) 215 228 Vyfukovací poměr 2,0:1 2,0:1 v Tlouštka (mm) 0,038 0,038 Výška vzduchového prstence nad tryskou (mm) 3,17 22,19 Průměr štěrbiny trysky (mm 149,7 149,7 - 48 -
Známý Postup podle postup vynalezu
Poměr průměru rukávuk průměru štěrbiny tryskypři prvním styku s primár- ním chladícím proudem 1,187 1,781 Poměr průměru výtokového otvoru vzduchového prstence k prů- měru štěrbiny trysky 1,384 1,951 Statický tlak dmychadla (kPa) 3,21 2,87 Uhel protahování rukávu v udržovaný alespoň 25,4mm před stykem s primárním chladícím proudem 34° 72° Hodnoty - zákalu i a lesku jsou uvedeny v tabulce II. T a b u 1 k a II Optické vlastnosti Běžný Postup podle nostup wnálezu _ Zákal % 6,2 3,5 Lesk 45° matový 76,1 87,6 60^ leštěný 153,3 172,4 - 49 - Příklad 3
Rovněž tento příklad dokazujezlepšené optické vlastnosti, dosažené u folie vyro-bené způsobem podle vynálezu. Výsledky jsou porovná-ny s vlastnostmi produktu, získaného známým postupem.
Vyfukovaná folie z QBSN—7047 a 4% DPDA-0073 (koncentrát kluzného činidla a protibloku-ve jícího činidla xk vysokotlakém polyethylenu o nízkémolekulové hmotnosti s indexem loku taveniny 2 g/10 min,výrobek firmy Union Carbide Corporation), byla při-pravena za použití následujícího zařízení:
Vytlačovací stroj : průměr 2,5” (63,5 mm), NationalRubber Machinery maximální frek-vence otáčení 210 min"1. šnek : L/D = 16:1 tryska : průměr 6” (152,4 mm) prstencového typu se šroubovicovitým trnemštěrbina trysky 2,67 mm na výstupu.
Jako běžného vzduchového chladicího prstence bylo použito výrobku Egan Machinery Company s jednoduchým výtokovým otvorem pro vzduch a 4 verti- kálními přívody vzduchu, do nichž byl přiváděn vzduch dmychadlem s měnitelnou rychlostí o příkonu 5,6 k¥, - 50 - i jehož výkon byl nastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPaj chladící prstenec má nastavitelný okrajpro upravu Štěrbiny.
Jako vzduchového chladícího prsten-ce podle vynálezu bylo použito výrobku Sáno Designs jednoduchým výtokovým otvorem pro vzduch a 4 ver-tikálními vzduchovými přívody, do nichž se přivádívzduch dmychadlem s měnitelnými otáčkami o příkonu 5,6 kW, jhhož výkon byl nastaven na 21 m /min přitlaku 3,7 kPa. Vzduchový prstenec má nastavitelnýokraj spáry. Ostatní podrobnosti jsou uvedeny vnásledujícím přehledu:
Známý postup Postup podlevynálezu
Rychlost vytlačování (kg. h""^. cm”^) 1,06
Průměr výtokového otvoruvzduchového prstence (mm) 207,2Výška čáry tuhnutí (mm) 1092
Teplota taveniny (°C) 224
Vyfukovací poměr 2,0:1
Tlouštka (mm 0,038 Výška vzduchového prstencenad tryskou (mm) 3,2
Průměr štěrbiny trysky(mm) 149,7 1,05 292,1 406 223 2,0:1 0,038 12,7 149,7 - 51 -
Známý postup podle postup vynálezu
Poměr průměru rukávu k průměru štěrbiny trysky při prvním styku s primár- ním chladícím proudem 1,187 1,781
Poměr průměru výtokového otvoru vzduchového prsten- ce k průměru štěrbiny trysky 1,384 1,951
Statický tlak dmychadla (kPa) 2,24 2,24 z
Uhel protahování rukávu v udržovaný alespoň 25,4 mm před stykem s primárním chladícím proudem 34° 72°
Hodnoty zákalu a lesku jeou uvedeny v tabulce III.
Tabulka III
Optické vlastnosti Zákal
Lesk 45° matový Běžný postup postup podlevynálezu 24,9 7,6 26,2 70,9 52- Příklad 4
Tento příklad. dále demonstrujezlepšené optické vlastnosti produktů, vyrfcenýehpodle vynálezu ve srovnání s produkty získanými osobě známými postupy.
Vyfukovaná folie byla vyrobena zGRSN-7047 a 4 DINH-9 za použití následujícího za-řízení :
Vytlacovací spoj : průměr 3 1/2” (88,9 mm) Gloucestermaximální frekvence otáčení 120 min šnek : L/D = 19:1 tryska : průměr 12” (304,8 mm) prstencové- ho typu se šroubovicovitým trnem,štěrbina 2,67 mm na výstupu. Běžný vzduchový chladící prstenecbyl výrobek firmy Gloucester Eng. Company s jednodu-chým výtokovým otvorem, 6 vzduchovými přívody a nasta-vitelným okrajem pro upravu štěrbiny, plněný dmychad-lem s měnitelnými otáčkami^příkonu 7,46 kV nastavenýmna výkon 33,6 m /min při 7,47 fcBa. Chladící prstenecpoužitý při způsobu podle vynálezu byl výrobek UnionCarbide Design s jednoduchým výtokovým otvorem pro - 53 - vzduch, 6 vertikálními přívody vzduchu a nastavitel-ným okrajem pro upravu štěrbiny plněný dmychadlem opříkonu 7,47 kPa nastaveným na výkon 33,6 m /min při7,47 kPa. Ostatní parametry jsou uvedeny v následují-cím přehledu:
Známý Postup podle postup vynálezu
Rychlost vytlačování(kg.h \cm *) 1,2 1,3 Průměr výtokového otvoru vzduchového prstence(mm) 362,0 622,3 Výška čáry tuhnutí (mm) 508 343 Teplota taveniny (°C) 414 430 Vyfukovací poměr 2,1:1 2,3:1 Tlouštka (mm) 0,036 0,038 Výška vzduchového prsten-ce nad tryskou (mm) 3,2 73,0 Průměr štěrbiny trysky (mm) 302,1 302,1 Poměr průměru rukávu k průměru štěrbiny trysky při prvním styku s prir márním chladícím proudem 1,09 1,98 54 -
Známý postup podle postup vynálezu
Poměr průměru výtokového otvoru vzduchového prsten- ce k průměru štěrbiny trysky 1,19 2,06
Uhel protahování bubliny, v udržovaný alespoň 25,4 mm před stykem s primárním chladícím proudem 34° 83°
Statický tlak dmychadla (kPa) 5,23 5,36 Výsledky zákalu a lesku jsou uvede-ny v tabulce IV.
Tabu 1 k a IV
Optické vlastnosti Běžný postup Postup podle vynálezu Zákal % 10,4 7,3
Lesk 45° matový 55,6 71,3 Následující příklady 5 a 6 ilustru-jí zlepšení projevující se v maximální -55 - rychlosti vytlačování, dosažitelné při novém postu-pu. Výsledky jsou porovnány s běžným postupem. Příklad 5 Výfuková folie byla vyrobena zGRSN-7074 za použití následujícího zařízení:
Vytleěovací stroj : 2 1/2” (63,5 mm) průměr, Gloucestermaximální frekvence otáčení210 min”"·*· šnek : L/D = 16:1 tryska : průměr 3” (76,2 mm), prstencového typu se šroubovicovým trnem, štěr-bina trysky 2,74 mm na výstupu.
Jako běžného chladícího prsteneebylo použito vzduchového chladícího prstence typuPilmaster Design Model FDAR-R-3 s jednoduchým výtoko-vým otvorem a se 4 tangenciálními vzduchovými přívo-dy, do nichž byl přiváděn vzduch dmychadlem s měnite-lem rychlosti o příkonu 5,6 kW, jehož výkon byl nasta-ven na 21 nr/min při tlaku 3,7 kPa; chladící prste-nec má nastavitelný okraj pro upravu štěrbiny. - 56 -
Jako vzduchového chladícího prsten-ce podle vynálezu by^o použito výrobku Egan MachineryCo. s jednoduchým výtokovým otvorem a 4 vertikálnímipřívody vzduchu, do nichž se přivádí vzduch dmychad-lem s měnitelnými otáčkami o příkonu 5,6 kV, jehož výkon byl nastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPa. z
Chladící prstenec měl nastavitelný okraj pro upravuštěrbiny. Ostatní podrobnosti jeou uvedeny dále: Běžný postup
Maximální rychlost vytla-čování (kg.h \cm *) 1,26
Průměr výtokového otvoru vzduchového prstence(mm) 111,1Výška čáry tuhnutí (mm) 368
Teplota taveniny (°C) 219
Vyfukovací poměr 3,0:1
Tlouštka (mm) 0,038 Výška vzduchového prstence nad tryskou (mm) 3,2
Průměr štěrbiny trysky(ipna) 73,46
Postup podlevynálezu 1,58 207,2 279 221 3,9:1 0,038 19 73,46 - 57 - Běžný Postup podle postup vynálezu
Poměr průměru rukávu k průměru štěrbiny trysky před prvním stykem s primárním chladícím proudem 1,124 2,420
Poměr průměru výtokového otvoru vzduchového prsten- ce k průměru štěrbiny trysky 1,513 2,820 z
Uhel protahování rukávu,
V udržovaný alespoň 25,4 mm před stykem s primárním chladícím proudem 33° 73°
Statický tlak dmychadla (kPa) 2,86 3,11 0 zlepšení rychbsti - 26 % Příklad byla vyrobena zzařízení:
Vyfukovaná folie GESN-7047 za použití následujícího - 58 -
Vytlačovací stroj : průměr 2,5” (63,5 mm), National
Rubber Machinery maximální frek-“1 vence otáčení 210 min šnek : L/D = 16:1 tryska : průměr 6” (152,4 mm) prstencového typu se šroubovicovitým trnemštěrbina trysky 2,67 mm na výstupu.
Jako běžného vzduchového chladicíhoprstence bylo použito výrobku Egan Machinery Companys jednoduchým výtokovým otvorem pro vzduch a 4 verti-kálními přívody vzduchu, do nichž byl přiváděn vzduchdmychadlem s měnitelnou rychlostí o příkonu 5,6 kV,jehož výkon byl nastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPa; chladící prstenec má nastavitelný okrajpro upravu štěrbiny.
Jako vzduchového chladícího prsten-ce podle vynálezu bylo použito výrobku Sáno Designs jednoduchým výtokovým otvorem pro vzduch a 4 ver-tikálními vzduchovými přívody, do nichž se přivádívzduch dmychadlem s měnitelnými otáčkami o příkonu 5,6 kV, jehož výkon byl nastaven na 21 m /min přitlaku 3,7 kPa. Vzduchový prstenec má nastavitelnýokraj spáry. Ostatní podrobnosti jsou uvedeny v násle-dujícím přehledu: - 59 - Běžný postup Postup podlevynálezu Maximální rychlost vy-tlačování (kg.h ^.cm"”^) 0,91 1,99 Průměr výtokového otvoru vzduchového prstence(mm) 207 292 Výška čáry tuhnutí (mm) 349 1092 Teplota taveniny (°6) 215 239 Vyfukovací poměr 2,0:1 2,0:1 Tlouštka (mm) 0,038 0,038 Výška vzduchového prstence nad tryskou (mm) 6,3 25,4
Průměr štěrbiny trysky(mm) 149,7 149,7
Poměr průměru výtokového otvoru vzduchového prstence k průměru štěrbiny trysky 1,13 1,95 Poměr průměru rukávu k průměru štěrbiny trysky před prvním stykem s primárním chladícím proudem 1,187 1,781 - 60 - Běžný postup Postup podlevynálezu Úhel protahování rukávu v udržovaný alespoň 25,4 mmpřed stykem s primárnímchladícím proudem
Statický tlak dmy-chadla (kPa) % zlepšení v rychlosti 34° 72° 3,61 3,11 120 % klad 7 příklad ukazuje zlepšení Pří
Tento optických vlastností dosažitelné při aplikaci novéhosystému, za použití vzduchového prstence s dvojitýmvýtokovým otvorem. z
Vyfukovací folie byla vyrobena z GRSN-7047 při použití následujícího zařízení:
Vytlaěovací stroj: průměr 2,5H (63,5 mm), National
Rubber Machinery macimální frek- vence otášení 210 min \ - 61 - šnek : L/D = 16:1 tryska : průměr 3” (76,2 mm) řprstencového typuse šroubovicovým trnem, štěrbina trys-ky - 2,74 mm na výstupu.
Chladící prstenec použitý při způ-sobu podle vynálezu, byl výrobek Uhiřlo Systems, lne.s dvojitým výtokovým otvorem a se 4 vertikálními vzduchovými přívody, do nichž byl přiváděn vzduch z dmy-chadla s proměnnými otáčkami o příkonu 5,6 k¥, jehožvýkon byl nastaven na 21 m /min při tlaku 3,7 kPa.Chladicí prstenec má nastavitelný okiaj pro upravuštěrbiny. Další podrobnosti jsou uvedeny v následu-jícím přehledu:
Způsob podlevynálezu
Rychlost vytlačování (kg.h”^.cm"^) 1,11 Výška čáry tuhnutí (mm)Teplota taveniny (°C)
Vyfukovací poměr 228,6 3,1:1
Průměr výtokového otvoru vzduchového prstence (mm) 219 213 62 -
Způsob podlevynálezu
Tlouštka (mm) Výška vzduchového prstencenad tryskou (mm)
Průměr štěrbiny trysky (mm) 0,038 50,8 73,46
Poměr průměru rukávu k průměru štěrbiny trysky před prvním stykem s primárním chladícím proudem 2,982
Poměr průměru výtokového otvoru vzducho- vého prstence k průměru štěrbiny trysky 2,896
Uhel protahování rukávu udržovaný
V alespoň 25,4 mm před stykem s
O primárním chladícím proudem 55
Statický tlak dmychadla (kPa) 3,11 Z optických vlastností byl stahoven zákal a lesk. Zákal byl stanoven jako v předchozícha příkladech. Výsledky jsou uvedeny v násleujícím přehledu: - 63 -
Optické vlastnosti Způsob podle vynálezu Zákal % 4,9 Lesk 45° matový 73,3 60° leštěný 118,2 Příklad 8
Vyfukovaná folie byla vyrobena zethylen butenového kopolymeru o vysoké hustotě, ozna-čeného jako pryskyřice GRSH-6091, vyráběného firmou 3
Union Carbide Corporation a majícího hustotu 950 kg/ma viskozitu při protahování 2,6. Bylo použito násle-dujícího zařízení:
Vytlačovací stroj: průměr 3 1/2” (88,9 mm) GloucesterEngineering Co., Inc. maximálnífrekvence otáčení 120 ηΐη"*\ šnek : L/D = 19:1 tryska : průměr 6” (152,4 mm), prstencového typu se šroubovieovitým trnem. v Štěrbina trysky 2,41 mm na výstupu.
Chladící prstenec, použitý podle vy-nálezu, byl výrobek Sáno Design s jednoduchým výtokovým - 64 - otvorem a 4 vertikálními přívody vzduchu, do nichžse přizvi'vzduch. dmychadlem s měnitelnými otáčkami o příkonu 5,6 kV, jehož výkon byl nastaven na 21 m /minpři tlaku 3,7 kPa. Chladící prstenec má nastavitelnýokraj spáry pro regulaci štěrbiny. Ostatní podrob-nosti jsou uvedeny v následující přehledu:
Způsob podlevynálezu
Rychlost vytlačování(kg.^.cm”1) 0,92 Průměr výtokoveho otvoru vzduchového prstence (mm) 292,1 Výška čáry tuhnutí (mm) 254 Teplota teveniny (°C) 108 Vyfukovací poměr 2,0:1 v Tlouštka (mm) 0,0025 Výška vzduchového prstence nad tryskou (mm) 50,8 Průměr štěrbiny trysky (mm) 149,7 Poměr průměru rukávu k prů-měru štěrbiny trysky před prvním stykem s primárním chladícím proudem 1,781 - 65 -
Postup podlevynálezu
Poměr průměru výtokového otvoru vzduchového prsten- ce k průměru štěrbiny trysky 1,951
Uhel protahování rukávu udržo- v váný alespoň 25,4 mm před stykem s primárním chladícím proudem 72°
Statický tlak dmychadla (kPa) 3,24
Hodnoty zákalu a lesku jsou uvedeny dále:
Tabulka VIII
Optické vlastnosti Způsob podle vynálezu Zákal % 8,0
Lesk 45° matový 65
Jak je patrné z uvedených příkladů,způsobem podle vynalezu se získají fólie s relativněvysokým stupněm průhlednosti (čirosti). Většina fóliívyrobených tímto postupem, vykazuje nižší hodnoty - 66 - zákalu než 8,5 %. Mnohé z folií vyrobených způsobem podle vynálezu mají hodnoty zákalu od 6 do 1 v závislosti na použitých provozních podmínkách. Významné je kromé toho zlepšení rychlosti vytlačování ve srovnání s běžnými postupy za použití běžných září zení. Obvykle se dosahuje rychlosti 1,23 až 2,12 kg.h .cm , v určitých případech se dosahuje rych--1-1
lostí vyšších než 2,65 kg.h .cm , přičemž jsou mož-•“I —I né průmyslové rychlosti až 5,31 kg.h .cm , vztaženovždy na 1 cm obvodu štěrbiny trysky.
Claims (11)
- FO^.D!?A 110 , Ž í i H Á 2 fc - 67 - PŘED VYNÁLEZU1. Způsob výroby vyfukované folie xza normálních podmínek pevné thermoplastické prysky-řice s viskozitním indexem při protahování menšímnež 6, s výhodou v rozmezí od 2 do 4, 5, vyznačujícíse tím, že se pryskyřice vytlačuje štěrbinou tryskypro výtlačné vyfukování čubn/aířflťc/v folií za vznikuroztavené trubky, tato trubka radiálně vyfukuje v Z v O v z uhlu alespoň 45 , měřeno od podélné osy vyfukované-ho rukávu folie směrem k povrchu folie, přičemž se z z V O uvedený uhel udržuje na hodnotě alespoň 45 po vzdá- v lenost alespoň 25,4 mm ve směru podélného řezu vede-ného podélnou osou vyfukovaného rukávu folie, načež / se folie uvede do styku s primárním chladícím proudem.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačujícíse tím, že se rukáv folie před stykem s primárním v chladícím proudem vyfukuje do alespoň 1,5 násobku, v s výhodou alespoň 1,7 násobku a nejvýhodněji do 1,8až 6 násobku průměru roztavené trubky opouštějícíokraj trysky pro výtlačné vyfukování. - 68 -
- 3. Způsob podle bodů 1 až 2, vy-značující se tím, že se tlojištka rukávu folie předstykem s primárním chladícím proudem zmenší na ale-spon 30 % s výhodou na 5 až 15 % původní tlouštkytrubky opouštějící okraj trysky pro výtlačné vyfukování
- 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyzná-čující se tím, že se rukáv folie vyfukuje radiálně vuhlu alespoň 55 , s výhodou v uhlu od 65 do 85 .
- 5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyzna-čují ví se tím, že průměr výtokového otvoru chladící-ho proudu je stejný nebo větší než 1,6, s výhodou 1,8násobek průměru trysky pro výtlačné vyfukování, při-čemž nejvýhodněji je 1,9 až 6,1 krát větší než tentoprůměr.
- 6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyzna-čující se tím, že za normálních podmínek pevná termo-plastická pryskyřice je nízkotlaký polymer ethylenu o nízké hustotě.
- 7. Způsob podle bodu 6, vyznačujícíse tím, že nízkotlaký polymer ethylenu o nízké husto-tě je kopolymerem ne více než 15 $ molárních alespoň - 69 - jednoho až Cg alfa-olefinového uhlovodíkovéhokomonomeru a má hustotu 910 až 940 kg/m .
- 8. Způsob podle bodů 1 až 5, vyzna-čující se tím, že za normáln^h podmínek pevná termo-plastická pryskyřice je nízkotlahý polymer ethylenuo vysoké hustotě.
- 9. Způsob podle hodů 1 až 8, vyzna-čující se tím, že primární chladící proud obsahujevzduch.
- 10. Způsob podle bodů 1 až 9, vyzna-čující se tím, že provozní rychlost trysky pro vý-tlačné vyfukování je vy lží než 0/89 kg /h. mm, s vý-hodou i , 1|25 až 2p.4 kg/h.ftm.
- 11. Způsob podle bodu 1 až 10, vyzná-čující se tím, že se chladící proud přiváděný alespoňjedním výtokovým otvorem orientuje tak, že vně rukávu z z folie vzniká zóna sníženého tlaku. Zastupuje:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/394,672 US4415711A (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Process for forming film from low strain hardening polymers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS499183A2 true CS499183A2 (en) | 1985-06-13 |
Family
ID=23559936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS834991A CS499183A2 (en) | 1982-07-02 | 1983-07-01 | Zpusob vyroby vyfukovane folie |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4415711A (cs) |
EP (1) | EP0098556A3 (cs) |
JP (1) | JPS5920623A (cs) |
KR (1) | KR840005386A (cs) |
AU (1) | AU1648283A (cs) |
BR (1) | BR8303535A (cs) |
CS (1) | CS499183A2 (cs) |
DD (1) | DD211752A5 (cs) |
ES (1) | ES8405313A1 (cs) |
FI (1) | FI832421L (cs) |
GR (1) | GR78626B (cs) |
HU (1) | HUT36011A (cs) |
IL (1) | IL69063A0 (cs) |
NO (1) | NO832413L (cs) |
PH (1) | PH18264A (cs) |
PL (1) | PL242781A1 (cs) |
PT (1) | PT76972B (cs) |
ZA (1) | ZA834832B (cs) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4552712A (en) * | 1983-06-28 | 1985-11-12 | Union Carbide Corporation | Process for reducing surface melt fracture during extrusion of ethylene polymers |
US4585817A (en) * | 1984-06-11 | 1986-04-29 | Mobil Oil Corporation | Crystallizable polyolefin composition having increased crystallization temperature and rate of crystallization |
US4784822A (en) * | 1985-07-24 | 1988-11-15 | Enron Chemical Company | Clarity of low density polyethylene compositions containing anti-block agents by addition of polyethylene glycol (II) |
NL8502190A (nl) * | 1985-08-06 | 1987-03-02 | Stamicarbon | Werkwijze voor het vervaardigen van blaasfolie en georienteerde folie. |
US4753767A (en) * | 1986-04-03 | 1988-06-28 | The Dow Chemical Company | Extrusion apparatus and method |
US4834924A (en) * | 1988-01-25 | 1989-05-30 | Mobil Oil Corporation | Extrusion apparatus for tubular thermoplastic films including two (tandem) spaced air rings for controlling cooling rate and production speeds |
CA1294101C (en) * | 1988-09-21 | 1992-01-14 | Hideo Isozaki | Process for preparing heat shrinkable polyethylene film |
US7491263B2 (en) | 2004-04-05 | 2009-02-17 | Technology Innovation, Llc | Storage assembly |
CA3055886C (en) * | 2017-04-07 | 2022-09-06 | Brampton Engineering Inc. | Adjustable venturi ring |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL264995A (cs) * | 1960-05-20 | 1900-01-01 | ||
NL280472A (cs) * | 1961-07-05 | 1900-01-01 | ||
US3210803A (en) * | 1963-11-12 | 1965-10-12 | Poly Plastic Products Inc | Plastic tubing extrusion die air ring |
GB1120075A (en) * | 1967-06-26 | 1968-07-17 | Shell Int Research | Device and process for cooling an extruded tubular thermoplastic film |
DE1816509A1 (de) * | 1968-12-23 | 1970-06-25 | Wolff & Co Ag | Verfahren zur Herstellung von tiefziehbaren Polyamid-Schlauchfolien |
DE1923969A1 (de) * | 1969-05-10 | 1970-11-19 | Hoechst Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von biaxial orientierten Folien aus thermoplastischen Kunststoffen |
AU420061B2 (en) * | 1970-05-28 | 1971-12-23 | Preparation ofa master batch inthe extrusion of plastics | |
DE2051041A1 (de) * | 1970-10-17 | 1972-07-20 | Bischof & Klein | Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffolien |
AT330332B (de) * | 1972-02-01 | 1976-06-25 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zur herstellung von folien oder faden |
DE2610818C2 (de) * | 1976-03-15 | 1984-06-20 | Windmöller & Hölscher, 4540 Lengerich | Kühlvorrichtung für mittels eines Folienblaskopfes hergestellte Kunststoff-Schlauchfolien mit Luftkühlung |
GB1560030A (en) * | 1976-12-06 | 1980-01-30 | Cole R J | Air ring for the production of blown extruded film |
US4115048A (en) * | 1976-12-27 | 1978-09-19 | Union Carbide Corporation | Apparatus for internally cooling a plastic tubular film bubble |
US4145177A (en) * | 1977-12-12 | 1979-03-20 | Gloucester Engineering Co., Inc. | Air cooling ring for plastic film with independent lubricating air for film guide surface |
US4243619A (en) * | 1978-03-31 | 1981-01-06 | Union Carbide Corporation | Process for making film from low density ethylene hydrocarbon copolymer |
US4302565A (en) * | 1978-03-31 | 1981-11-24 | Union Carbide Corporation | Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization |
US4282177A (en) * | 1979-01-08 | 1981-08-04 | Union Carbide Corporation | Method for reducing sharkskin melt fracture during extrusion of ethylene polymers |
US4294746A (en) * | 1980-06-17 | 1981-10-13 | Union Carbide Corporation | Stabilizers for cycloaliphatic epoxide containing compositions |
US4330501A (en) * | 1980-06-30 | 1982-05-18 | Union Carbide Corporation | Method and apparatus for cooling film bubble of low strain hardening polymers |
US4348349A (en) * | 1980-10-01 | 1982-09-07 | Union Carbide Corporation | Method for reducing melt fracture during extrusion of a molten narrow molecular weight distribution, linear, ethylene copolymer |
-
1982
- 1982-07-02 US US06/394,672 patent/US4415711A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-06-24 IL IL69063A patent/IL69063A0/xx unknown
- 1983-07-01 AU AU16482/83A patent/AU1648283A/en not_active Abandoned
- 1983-07-01 BR BR8303535A patent/BR8303535A/pt unknown
- 1983-07-01 JP JP58118405A patent/JPS5920623A/ja active Pending
- 1983-07-01 HU HU832400A patent/HUT36011A/hu unknown
- 1983-07-01 PT PT76972A patent/PT76972B/pt unknown
- 1983-07-01 GR GR71822A patent/GR78626B/el unknown
- 1983-07-01 EP EP83106450A patent/EP0098556A3/en not_active Withdrawn
- 1983-07-01 NO NO832413A patent/NO832413L/no unknown
- 1983-07-01 KR KR1019830003024A patent/KR840005386A/ko not_active Ceased
- 1983-07-01 PL PL24278183A patent/PL242781A1/xx unknown
- 1983-07-01 PH PH29163A patent/PH18264A/en unknown
- 1983-07-01 ZA ZA834832A patent/ZA834832B/xx unknown
- 1983-07-01 CS CS834991A patent/CS499183A2/cs unknown
- 1983-07-01 ES ES523773A patent/ES8405313A1/es not_active Expired
- 1983-07-01 FI FI832421A patent/FI832421L/fi not_active Application Discontinuation
- 1983-07-04 DD DD83252754A patent/DD211752A5/de unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD211752A5 (de) | 1984-07-25 |
EP0098556A2 (en) | 1984-01-18 |
BR8303535A (pt) | 1984-02-07 |
PT76972A (en) | 1983-08-01 |
ES523773A0 (es) | 1984-06-01 |
PL242781A1 (en) | 1984-07-02 |
ZA834832B (en) | 1984-03-28 |
PH18264A (en) | 1985-05-14 |
AU1648283A (en) | 1984-01-05 |
IL69063A0 (en) | 1983-10-31 |
FI832421A7 (fi) | 1984-01-03 |
FI832421A0 (fi) | 1983-07-01 |
PT76972B (en) | 1986-01-24 |
KR840005386A (ko) | 1984-11-12 |
US4415711A (en) | 1983-11-15 |
EP0098556A3 (en) | 1985-10-30 |
FI832421L (fi) | 1984-01-03 |
GR78626B (cs) | 1984-09-27 |
ES8405313A1 (es) | 1984-06-01 |
NO832413L (no) | 1984-01-03 |
JPS5920623A (ja) | 1984-02-02 |
HUT36011A (en) | 1985-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1163068A (en) | Method and apparatus for cooling film bubble of low extensional viscosity polymers | |
US4704238A (en) | Process for the production of air-permeable films | |
US4226905A (en) | Manufacture of film from partially crosslinked polyethylene | |
BRPI0608302B1 (pt) | Process for the preparation of an ethylene copolymer in a tubular reactor | |
US4447387A (en) | Process for manufacture of tubular film | |
EP1313778A2 (en) | High molecular weight, medium density polyethylene | |
JP2551831B2 (ja) | 線状低密度ポリエチレンのキャスティング・フィルム | |
HU215084B (hu) | Polietilén cső, javított mechanikai tulajdonságokkal | |
CS499183A2 (en) | Zpusob vyroby vyfukovane folie | |
CA2189711C (en) | Film extruded from an in situ blend of ethylene copolymer | |
US4000234A (en) | Process for the manufacture of polyolefin film | |
NO832438L (no) | Konstruksjon av plastmateriale med kryssende innvendige ribber | |
CA1277467C (en) | Method of manufacturing polybutylene terephthalate resin films | |
US3956254A (en) | Thermoplastic crystalline free films | |
Romanini | Synthesis technology, molecular structure, and rheological behavior of polyethylene | |
US5126096A (en) | Method and apparatus for producing polymeric films | |
EP2526126B1 (en) | Method for improving the bubble stability of a polyethylene composition suitable for blown film extrusion process | |
JPS59171620A (ja) | インフレーションフイルムの成形方法ならびに装置 | |
JP3490721B2 (ja) | インフレーションフィルムの製造方法 | |
JPS6015118A (ja) | Lldpe樹脂からフイルムを形成する際のエツジウエバ−の減少方法 | |
KR840001701B1 (ko) | 저 스트레인 경화중합체의 필름버블을 냉각시키는 장치 | |
CN120344378A (zh) | 用于聚烯烃材料的固态挤出的模具组件 | |
JPS6048321A (ja) | エチレン重合体の押出中表面溶融破壊を軽減する方法 | |
JPH0120972B2 (cs) | ||
MXPA96005406A (en) | Movie extruded from an in-situ mix of ethylene copolymers |