DE60308653T2

DE60308653T2 - Kreuzweise schichtung ausgerichteter folien, herstellungsverfahren dafür und bei dem prozess geeignete coextrusionsdüse

Info

Publication number: DE60308653T2
Application number: DE2003608653
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: TWI221443B; CN1295072C; CA2477460C; EP1480815B1; US7976925B2; NZ534795A; US20050095411A1; CA2671948A1; MXPA04008540A; AU2003226658B2; DE60308653D1; ES2274255T3; WO2003074264A1; AU2003226658A1; CN1638950A; CA2477460A1; KR20040093099A; CA2671948C; TW200305496A; JP4520153B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Laminate kreuzweiser Schichtung (Kreuzlaminate), d.h. Laminate aus Folien, von denen wenigstens zwei uniaxial oder unabgeglichen biaxial orientiert sind, bei denen die Hauptrichtung der Orientierung in einer dieser Folien die Hauptorientierungsrichtung der anderen kreuzt. Genauer dargestellt, betrifft die Erfindung Abwandlungen, vorgenommen in passenden Rastern, der Eigenschaften der Oberflächen der zwei Folien, die sich im Inneren des Laminates befinden und gegeneinander befestigt sind. Es gibt zwei verschiedene praktische Gründe, derartige Rastern oder Mustern nachgeformten Modifikation vorzunehmen.
Eine bekannte Modifikation innerer Oberflächen eines Laminates (obwohl nicht tatsächlich für Kreuzlaminate angewendet) besteht im Druck eines Textes oder einer dekorativen Darstellung auf eine der Oberflächen, die dann eine innenliegende Oberfläche wird. Damit kann der Text oder die dekorative Darstellung während der Benutzung des Laminates nicht abgetragen werden.
Ein Aspekt der Erfindung ist eine Verbesserung dieses Verfahrens allerdings begrenzt auf dekorative, verkaufsfördernde Darstellungen, aus sich überkreuzenden, gefärbten Streifen, durch welche der relativ teure Druckvorgang ersetzt wird durch niedrigpreisige Abwandlung des Extrusionsverfahrens. Ferner liefert eine besondere Ausführungsform dieses Aspektes der Erfindung einen dreidimensionalen Effekt, wie im Folgenden beschrieben.
Bezüglich der Bedeutung visueller Effekte in oder auf Kunststoffprodukten wird Bezug genommen auf einen Artikel in „Modern Plastics, Dezember 2002, Seite 50, mit dem Titel: Sichtbare Effekte bedeuten Geschäfte", der festhält, anstelle ein Äusseres einfach als Abdeckung für Einzelteile zu nutzen, Hersteller dieses Äusseren als Marketingwerkzeug nutzen würden, um Waren gegeneinander abzugrenzen und um eine persönliche Zuordnung zu gewährleisten.
Modifikationen der inneren Oberflächen in einem Kreuzlaminat in passenden Schritten oder Schrittfolgen vorgenommen, können auch wie vorgeschlagen benutzt werden, um den Rissfortschrittswiderstand zu verbessern. Dies wird nun im Einzelnen behandelt und in diesem Zusammenhang ist eine generelle Erklärung der bekannten Kreuzlaminier-Technik hilfreich. Auch ist für diesen Aspekt der Erfindung der Hauptzweck der Erfindung, die relativ teuren und wenig effizienten Verfahrensschritte durch eine preisgünstige Abwandlung des Extrusionsverfahrens zu ersetzen.
Kreuzlaminate aus orientierten Folien aus synthetischen Polymermaterialien werden in kommerziellem Massstab seit 1968 hergestellt, damals wie hauptsächlich beschrieben in dem Patent GBA 0.792.976 des Erfinders vom 23.05.1955. Nach Wissen des Erfinders beträgt die gesamte weltweite Produktion heute ungefähr 30'000 Tonnen. Insbesondere wird das Kreuzlaminat für Industriesäcke, Abdeckplanen, Tarpauline, Teichauskleidungen und ähnliche Produkte verwendet.
Die Polymermaterialien, die für diese Kreuzlaminate zur Anwendung kamen und kommen sind hauptsächlich Polyethylene und Polypropylene verschiedener Arten, häufig abgewandelt durch Mischung und der alte und derzeitige Herstellprozess umfasst die Schritte Extrusion eines Rohres, dass durch Abzug überwiegend in seiner Längsrichtung verstreckt wird, spiralförmies Aufschneiden dieses Rohres zu einem Folienstreifen mit Hauptorientierungsrichtung an seiner Basis und kontinuierliche Laminierung von zwei oder mehreren Folienstreifen mit sich über kreuz schneidenden Orientierungsrichtungen. Eingeschlossen werden kann auch in Laminate eine Folie oder Folienstreifen, die beziehungsweise der, hauptsächlich in Längsrichtung orientiert ist.
Bei der anfänglich kommerziellisierten Technik, basierend auf diesen Prinzipien, bei der die extrudierte rohrförmige Folie hauptsächlich schmelzorientiert in ihrer Längsrichtung ist, wird sie ferner vor dem Spiralschnitt in gleicher Richtung kaltverstreckt. In einer später kommerzialisierten Technik, beschrieben in der U.S. Patentschrift Nr. 4,039,364 (Rasmussen), wird jede rohrförmige Folie koextrudiert, die eine Schichtung aufweist, die hauptsächlich einen Beitrag zur Dehnfestigkeit leistet (folgend die Hauptschichtung genannt) und wenigstens eine Oberflächenschichtung (folgend die erste Bindeschichtung genannt) dazu bestimmt, die Verbindung der Folien, die wenigstens teilweise durch Druck und Wärme erfolgt, zu unterstützen.
Es werden auch spezielle Schichten auf die Folien koextrudiert, die zu einem Äusseren in dem Laminat werden. Diese speziellen Schichten sind dazu bestimmt, die Oberflächeneigenschaften des Laminates zu modifizieren, im Besonderen zur Verbesserung der Heisssiegelfähigkeit. Bei dieser späteren Technik findet die spiralige Aufschneidung unmittelbar der Koextrusion folgend statt und zwar ohne Zwischenschaltung einer Kaltverstreckung, ausser in einer separaten Produktionslinie. Jedoch wird eine weitere Verstreckung vorgenommen, wenn die Folien in einer Sandwich-Anordnung zusammengebracht sind und zwar verbunden oder noch nicht verbunden, um ein Laminat zu bilden. Die Folien sind bei relativ niedriger Temperatur biaxial verstreckt.
Die querlaufende Komponente dieser biaxialen Verstreckung findet zwischen gerillten Walzen statt.
Gemäss U.S. Patent Nr. 5,028,289 (Rasmussen) und U.S. Patent Nr. 5,626,944 (Rasmussen) wurde diese Art Verstreckung zwischen gerillten Walzen weiterentwickelt.
Praktische Wege zur Ausführung des spiralförmigen Schneidens sind in dem U.S. Patent Nr. 5,248,366 (Rasmussen) beschrieben. Dieses Patent erwähnt auch eine andere Schneidetechnik, nämlich die rohrförmige Folie kann auch mit einer sich spiralig erstreckenden Schmelzorientierung ausgestattet werden, während sie vom Extrusionswerkzeug abgezogen wird, dies durch eine relative Drehung zwischen Ausgang und Werkzeug und anschliessend kann der Schnitt parallel zur Achse oder kann in einem Winkel zur Hauptorientierungsrichtung erfolgen. Dieser Prozess kann so angepasst werden, dass er ein Band erzeugt, bei dem die Hauptrichtung der Schmelzorientierung senkrecht zur Längsrichtung des Bandes steht.
Aus Gründen der Vollständigkeit sollte auch erwähnt werden, dass in sehr frühen Patenten auch die Möglichkeit beschrieben wird, dass in Längsrichtung orientierte Polymerfolienmaterialien diskontinuierlich in einer Presse über kreuz laminiert und verbunden werden können.
Bei einem Prozess, der sich vollständig von dem oben beschriebenen unterscheidet, werden Kreuzlaminate sehr steifer Ausgestaltung zur Verwendung für spezielle, fortschrittliche Produkte hergestellt. Sie bestehen aus Polymeren, die in geschmolzenem oder teilgeschmolzenem Zustand fluide Kristalle sind und bereits im Werkzeug orientiert und über Kreuz laminiert werden, zufolge gegenläufiger Werkzeugteile. Jedoch ist dieser Prozess und seine Produkte nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Zurückkommend auf die anderen Arten von Kreuzlaminaten, die mehrheitlich Gebrauchsgüter oder technische Produkte sind, so kennzeichnen sich diese durch hohe Einstich- und Rissfortschrittsfestigkeiten. Die Heisssiegelfestigkeit bei einer Abschersiegelung ist ausreichend, wenn ein passendes niedriger schmelzendes Polymer für die Oberflächenschichten des Laminates ausgewählt wurde, während sehr spezielle Vorkehren zu ergreifen sind, wenn eine gute Schockheisssiegelfestigkeit bei Abschälheisssiegelungen gefordert ist, wie gewöhnlich erforderlich für Industriesäcke, die mit solchen Heisssiegelungen geliefert werden. Diese Vorkehren sind in den Publikationen des Erfinders (U.S. Patent 5,205,650 und WO-A-98/23434) offenbart.
Wie vorstehend erwähnt können Kreuzlaminate besonders hohe Rissfortsetzungsfestigkeiten aufweisen, dies jedoch unter der Bedingung einer im allgemeinen niedrigen Verbindungsstärke. Zufolge der unabgeglichenen Orientierung in den einzelnen Folien und der sich überkreuzenden Hauptorientierungsrichtungen wird eine Folie die Neigung zeigen, die Verzerrung in einer Richtung anzuzeigen und die andere Folie wird die Verzerrung in einer anderen Richtung anzeigen. Dadurch entsteht eine Tendenz, die Verbindung an der Stelle, an der die Kräfte konzentriert sind zu beseitigen und wenn diese Neigung ausreichend herausgebildet ist, wird der Riss „fork-out" unter örtlicher Delamination und der „notch-effekt" des Reissens wird fast beseitigt.
Hierdurch wird, allgemein ausgedrückt, Konkurrenz geschaffen zwischen den Haftkräften, die versuchen, sich der Delamination entgegenzustellen und den kohesiven Kräften in jeder Folie, die zu vermeiden suchen, einen Riss oder Bruch oder Fluss entlang irgendeiner Richtung, die nicht parallel zur Hauptorientierungsrichtung verläuft. Die Haftkräfte sind (weiter allgemein ausgedrückt) unabhängig von der Foliendicke, während die kohesiven Kräfte im wesentlichen proportional zur Foliendicke sind, wenn alle anderen Parameter unverändert sind. Als Folge dieser „Konkurrenz" zeigen „dünne" Kreuzlaminate entweder eine relativ unbefriedigende Rissfortsetzungsfestigkeit oder eine hohe Neigung zur Delamination auf.
Dies ist ein wesentlich geringeres Problem für Kreuzlaminate aus „dicken" Schichtungen. Für Säcke schafft dieser „Wettbewerb" gewöhnlich keine Probleme, da gefüllte Säcke normalerweise keinen Delaminationskräften ausgesetzt sind, was bedeutet, dass eine niedrige Verbindungskraft gewählt werden kann, aber dieser Sachverhalt ist sehr bedeutsam für Tarpauline, Abdeckplanen und ähnliche Produkte, die sich wiederholenden Biegungen während ihrer Benutzung, d.h. auch Flattern im Wind, ausgesetzt sind. Als eine Sache praktischer Erfahrung haben der Erfinder und seine Lizenznehmer gefunden, dass bei einem Tarpaulin, hergestellt aus Zweifolien – Kreuzlaminat, basierend LLDPE – und HM WDPE jede der Folien ein Kaliber von 45–50 gm^–2 aufweisen muss, anderenfalls entweder die Verbindungsstärke oder die Rissfortsetzungsfestigkeit für die Benutzer nicht annehmbar wird. Diese Erfahrungen betreffen Tarpaulins für „statische" Anwendungen, bei denen im Wind keine Flatterbewegungen stattfinden. Für „dynamische" Anwendungen, wie beispielsweise Abdeckungen über Lastwagen oder Güterwagen, bei denen das Tarpaulin (Plane) einem starken, wiederholten Flattern ausgesetzt ist, ist das Kaliber sehr viel höher anzusetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, dieses Problem zu lösen, so dass eine hohe Rissfortschrittsfestigkeit und eine ausreichende Verbindung zwischen den Folien erreicht wird, gleichzeitig praktisch gesehen sogar in Kreuzlaminaten geringerer Stärke.
Im Zusammenhang mit der Lösung vorstehend umrissenen Problems wurde vom Erfinder ein rundes Koextrusionswerkzeug entwickelt, das in praktischer Art fähig ist, eine Reihe von Strängen auf eine rohrförmige Folie zu koextrudieren und diese Konstruktion ist auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
In der GB Patentschrift No. 1 095 479 vom 3. März 1964 (übertragen auf Metal Containers) schlägt der Erfinder vor, dass das oben umrissene Problem durch starkes Verschweissen der Folien aneinander punktuell oder in Linien und schwaches Verschweissen gegeneinander über den verbleibenden Rest der Berührungsflächen gelöst werden kann (eine starke Verbindung/schwache Verbindung ist im allgemeinen besser als eine starke Verbindung/keine Verbindung). Dies versetzt den Riss in die Lage zum "„fork-out" wie oben in den schwach verbundenen Bereichen beschrieben, während eine über alles greifende Delamination vermieden ist, durch die starken punktuellen oder linienförmigen Verschweissungen.
Zur starken Verschweissung schlägt das Patent Heizung, Ultraschall-Schweissen, Anwendung eines Lösungsmittels (vorzugsweise heisse Dämpfe) zur Auflösung einer dünnen Oberflächenschicht oder die Verwendung schnell polymerisierender Monomere, die als starke Binder wirken, vor. Zur schwachen Verschweissung schlägt das Patent vor (benutzend als Beispiel Kreuzlaminate aus Polyethylen) ein Gel anzuwenden aus einem Polyethylen niedrigen Molekulargewichtes oder ein Paraffinwachs, das gelöst wurde in Toluen oder Xylen durch Erwärmen und durch Abkühlen ein Gel bildet. Eine dünne Schicht dieses Gels, einschliessend Lösungsmittel, wird durch selektives Aufdrucken aufgebracht, vor Vornahme der starken Verschweissung durch Blasen von Toluen- oder Xylendämpfen auf die Folienoberflächen, während sie zwischen Walzen verbunden werden. Abweichend wird eine geringe Menge Gleitmittel dem Toluen oder Xylen beigefügt und dieses „kontaminierte" Lösungsmittel wird in ähnlicher Art wie ein Gel angewendet.
Die DK Patentschrift: 1017/67 (Du Pont) veröffentlicht am 24. Februar 1967, beansprucht Folien, die punktuell oder linienförmig (diese können zwei Linienanordnungen, die ein Netzmuster bilden) verbunden sind, während der Rest der Berührungsfläche (zitierend den Hauptanspruch) praktisch nicht verbunden sind. Drei Verfahren zur punktuellen oder linienförmigen Verbindung sind offenbart. Eines besteht in Aufbringung eines kautschuckartigen Binders in gewünschtem Muster. Diese Aufbringung, so wird gesagt, erfolgt vermittels bekannter Verfahren und wird nicht weiter erläutert.
Ein zweites Verfahren umfasst die Behandlung eines ausgewählten Bereiches auf einer der Folien mit Chlorin, gefolgt von einer Lamination unter Druck, bei erhöhten Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Folienwerkstoffes.
Ein drittes Verfahren, welches als bevorzugt dargestellt wird, wird ausgeführt durch Behandlung ausgewählter Bereiche der Folienoberfläche vermittels einer Koronaentladung, gefolgt von der Lamination unter Druck bei erhöhter Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Folienwerkstoffes. In diesem Fall wird eine walzenförmige, geerdete Elektrode mit dem gewünschten Muster (welches ein sogenanntes Netto-Muster sein kann) beigezogen, so dass die elektrische Entladung nur in dem Bereich, wie durch die Musterung bestimmt, erfolgt. Die dazu anliegende Folienoberfläche ist über ihre gesamte Fläche Korona behandelt. Angedeutet wird, dass diese Behandlung eine Leistung von 20 W pro cm^–1 Breite erfordert, wenn die Geschwindigkeit 0,5 Meter pro Minute beträgt.
In oben erwähntem späteren Patent, U.S. Patent No. 4,039,364 (Rasmussen), gemäss dem eine Oberflächenschicht auf jede orientierte Folie (die erste Verbindungsschicht) aufextrudiert ist, wird zur Verbesserung und Kontrolle der Verbindung ein starke Verbindung/schwache Verbindung Verbindungssystem durch Benutzung verschiedener Laminationstemperaturen an verschiedenen Stellen des Laminates etabliert. So werden in Beispiel 1 durch Anwendung von Koextrusion und spiraligem Schnitt drei Folien mit unterschiedlichen Schmelzorientierungen und Oberflächenschichten aus EVA erstellt, um die Lamination zu unterstützen (im vorangehenden die erste Laminationsschicht genannt). Es wird auch eine schwache Verbindung gleichzeitig mit der Querorientierung etabliert, indem ein Sandwich von drei verschieden orientierten Folien siebenmal durch einen Satz ineinandergreifender Walzen geleitet wird. Die Steigung dieser Walzen beträgt 1,5 mm, wobei die Breite der Rillung 1,0 mm beträgt und die Breite des kreisförmigen „Zahnes" 0,5 mm. Zwischen jedem Durchlauf durch die gerillten Walzen werden die Faltungen, die sich im Foliensandwich gebildet haben, geglättet.
Diese Verstreckungsschritte finden bei 20°C statt, aber sie erzeugen immer noch etwas Verbindung (Abschälfestigkeit 10 g/cm), zufolge des innigen Kontaktes zwischen den Folien und dem Effekt ihrer gemeinsamen Verstreckung. Nach sieben Durchgängen bei 20°C wird die Folie einmal durch einen ähnlichen Satz gerillter Walzen mit gleichen Abmessungen und Ineinandergreifen geleitet, aber aufgeheizt auf 120°C, wodurch Linien starker Verbindung gebildet werden. Am Ende ist das Laminat in Längsrichtung orientiert.
Im EP Patent 0.099.222 (Mercer et al) vom 04.07.1983 wird Orientierung und Kreuzlamination in punktförmig geschweisster Form in einem einheitlich gesamten Prozess ausgeführt und unmittelbar, d.h. verzögerungsfrei, einem kreisförmigen Werkzeug mit zwei gegenläufigen drehenden Werkzeugteilen. Jedes dieser Werkzeugteile erzeugt eine Folie mit einer Anordung von Rippungen, die so angeordnet sind, dass zwei Anordnungen sich gegenüberliegen. Als Folge der Gegendrehung wird die Schmelzorientierung in und die Anordnung der Rillungen auf den gerillten Filmen rechts- und für die anderen linkshändig. Die zwei Anordnungen von Rippen werden dazu gebracht, aufeinander zu stossen am Werkzeugausgang oder unmittelbar danach und die Verbindung erfolgt nur an den Stellen, wo sich die Rippen kreuzen. Die Rippen halten die zwei punktgeschweissten Folien von einander separiert und dies auch im Endprodukt.
Schmelzorientierung mit sich kreuzender Orientierung erfolgt während das Polymermaterial durch die zwei gegenläufig drehenden Werkzeugteile fliesst und durch Beblasung und Längsabzug, nachdem das Laminat den Ausgang des Werkzeuges verlassen hat. Es wird kein nachfolgender Orientierungsprozess durchgeführt.
Der Prozess ist kein Koextrusionsprozess. Die Folien und Rippen bestehen aus dem gleichen Polymermaterial und kommen aus dem gleichen Extruder.
Nach Wissen des Erfinders sind keine der oben erwähnten Verfahren zur Herstellung starkverbindiger/schwachverbindiger oder starkverbindiger/nicht verbindiger Verbindungsmuster bei Kreuzlaminaten für kommerzielle Produktionen zur Anwendung gekommen, obwohl das Prinzip und die grossen Vorteile solcher Verbindungssysteme bei Kreuzlaminaten seit über 40 Jahren unbestritten sind. Jedoch hat jeder der vorgeschlagenen Methoden schwerwiegende Nachteile. Die Methoden, die sich für Polyoletine organischer Lösungsmittel, besonders in Form von Dämpfen bedienen, sind mit gesundheitlichen Gefährdungen belastet, es sei denn, es wird eine kostspielige maschinelle Ausrüstung benutzt, dessen ungeachtet, ist die Vermeidung von Spuren des Lösungsmittels im Endprodukt schwierig.
Die vorgeschlagene, einem Muster folgende Koronabehandlung, gefolgt von einer Lamination unter Druck und Wärme, jedoch unter dem Schmelzpunkt des Polymermateriales ist nur anwendbar, wenn die Produktionskapazität sehr niedrig ist. Bei kommerzieller Produktion von Kreuzlaminaten zur Verwendung von Massengebrauchsgütern wie Tarpauline oder Abdeckplanen muss die Laminationsgeschwindigkeit 60 Meter pro Minute oder mehr und die Breite 150 cm oder mehr betragen. Bei vorstehend erwähnter Geschwindigkeit und Breite beträgt der Energieverbrauch 900 KW, was natürlich praktisch nicht möglich ist. Auch ist einem Muster folgende Chlorbehandlung kein Verfahren, das sich für eine industrielle Fertigung in grossem Stil eignen würde.
Die Verwendung von Bindemitteln, aufgebracht vermittels einer Drucktechnik, ausgehend von einer Dispersion oder Lösung erfordert vorgängig eine intensive Oberflächenbehandlung, wenn der Polymerwerkstoff ein Polyethylen oder Polypropylen ist, normalerweise eine sehr starke Behandlung vermittels Korona und deshalb ist dieses Verfahren auch nicht wirtschaftlich.
Eine starke Verbindung/schwache Verbindung oder eine starke Verbindung/keine Verbindungs-Rasterung, erzeugt durch unterschiedliche Temperaturen, erzeugt zwangsläufig eine differentielle Schwindung und wenn die Rasterung eine Linie oder ein Muster (einschliesslich eines Netzmusters) ist, lässt dies das Kreuzlaminat unattraktiv oder unsauber verarbeitet, erscheinen. Differentielle Schwindung kann vermieden werden, wenn die Bereiche der starken Bindung kleine Punkte sind, aber in diesem Fall erhält das Produkt ein gepunktetes Aussehen, das unattraktiv wirken kann.
Ferner ist die benötigte Vorrichtung, die zur ausreichenden Heizung einer Punktmusterung auf eine bestimmte Temperatur notwendig ist, relativ kompliziert, wenn die Geschwindigkeit hoch ist, da das Laminat in Berührung mit den heissen Punkten einer Heizung über eine lange Wegstrecke bleiben muss, ohne dass eine Verschiebung des Laminates aufgrund seiner Neigung zur Schrumpfung stattfinden könnte.
Bei dem genormten Verfahren der Kreuzlamination, vermittels gegenläufiger Werkzeugteile, ist es aus Sicht der Festigkeit ein Nachteil, dass die Folienbildung und molekulare Orientierung so nahe beieinander liegen. Die macht es praktisch unmöglich, Eigenschaften auf verschiedene Verwendungszwecke ausgerichtet, einzustellen. Ferner hat der Erfinder gefunden, dass ein Kreuzlaminat, ausser in Punkten, völlig ungebunden ist, eine relativ niedrige Fliessgrenze und eine starke Neigung zum Kriechen in eine Richtung zwischen den Hauptorientierungsrichtungen in den beiden laminierten Folien aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes und vereinfachtes starke Bindung/schwache Bindungs-System zur Kreuzlamination unter Verwendung der Extrusion und/oder dieses mit verbesserten ästhetischen Effekten durch eine ähnliche Koextrusion bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft ein Kreuzlaminat, umfassend gegeneinander verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei einander gegenüberliegende Folien A und B jeweils extrudierte Folien sind, die uniaxial orientiert oder unabgeglichen biaxial orientiert sind, wobei die Hauptorientierungsrichtung in A die Hauptorientierungsrichtung in B kreuzt und jede eine Schichtung umfasst, aus einem Polymermaterial, selektioniert für hohe Zugfestigkeit (folgend die Hauptschicht genannt) und auf jeder Hauptschicht, die gegenüberliegt der benachbarten Folie A oder B befindet sich wenigstens eine Oberflächenschichtung. Besagte erste Oberflächenschichtung auf jeder Folien A oder B ist eine diskontinuierliche Schichtung, bestehend aus einer Reihe koextrudierter Stränge, bestehend aus einem Material, ausgewählt zur Modifikation der Oberflächeneigenschaften der betreffenden Folie. Diese Modifikation betrifft entweder die optischen Eigenschaften des Laminates oder die Bindung zwischen A und B.
Entsprechend, bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Kreuzlaminates, welches Laminat die Folien A und B umfasst (aber es können auch weitere Folien im Laminat sein) werden A und B jede in einem flachen oder kreisförmigen Koextrusionswerkzeug koextrudiert und jede umfasst eine Hauptschicht aus einem Polymermaterial, ausgewählt für hohe Zugfestigkeit und die oben erwähnte erste Oberflächenschicht aus einem anderen Werkstoff hergestellt wird. A und B werden ausgestattet jeweils mit einer uniaxialen oder unabgeglichenen biaxialen Molekularorientierung bei irgendeiner Stufe nach Verbindung der verschiedenen Materialien im Koextrusionswerkzeug und vor Lamination. Vor Lamination werden A und B so angeordnet, dass die Hauptorientierungsrichtung in A die Hauptorientierungsrichtung in B kreuzt und während der Lamination die Verbindung von A und B wenigstens teilweise erfolgt durch Wärme. Das charakteristische Merkmal des Verfahrens ist, dass während der Koextrusion jede der ersten Oberflächenschichten als diskontinuierliche Schichtung (in Querrichtung diskontinuierlich zur Extrusionsrichtung), bestehend aus einer Anordnung von Strängen ausgebildet wird und während der Lamination die Anordnung der Stränge auf A so angeordnet werden, dass sie die Anordnung der Stränge auf B kreuzt.
Das Verfahren kennzeichnet sich weiter dadurch, dass der Werkstoff, aus dem die Stränge extrudiert werden, ausgewählt wird, um die Oberflächeneigenschaften der entsprechenden Folien zu modifizieren.
Der Aspekt der Erfindung, der die Verbindungseigenschaften betrifft und auf die verbesserte Rissfortschrittsfestigkeiten abzielt, kennzeichnet sich dadurch, wie in Anspruch 2 dargestellt, während eine weitere Charakteristik des Verfahrens für diesen Zweck, Anspruch 24, ableitbar ist. Der Aspekt, der die optische Erscheinungsform und dekorativ ästhetische Zwecke betrifft, ist in Anspruch 3 charakterisiert.
Die bevorzugten Abmessungen des Produktes sind dargestellt in den Ansprüchen 4 bis 7.
Als Erklärung für das Erfordernis ansprechender dekorativer Effekte sei vorgetragen, dass gemäss der Erfahrung des Erfinders die Vorteile der Materialeinsparung, die durch die überkreuzlaminierten Folien ermöglicht ist, aus kommerzieller Sicht durch negative, subjektive Beurteilungen aufgehoben werden. Als Beispiel, eine in der Landwirtschaft verwendete Plane (zum Beispiel zum Schutze von Ernten), hergestellt aus einem 70 g/m² Kreuzlaminat aus orientierten Polyethylen Folien wäre ein ausreichender Ersatz für eine 100 g/m² Plane, hergestellt aus einer extrusionsbeschichteten, gewobenen Bahn, wenn nur objektiv messbare Kriterien zur Anwendung kommen.
Jedoch und dies als Tatsache, trifft der Kunde landwirtschaftlicher Tarpauline in erheblichen Ausmass seine Auswahl gemäss Handhabbarkeit und Erscheinungsform und wird ein 70 g/m² Tarpaulin aufgrund seiner Schwäche oder technischen Einfachheit und seiner Erscheinungsform als einfache Kunststofffolie ablehnen. Das Problem der scheinbaren Schwächlichkeit ist reduziert durch Anwendung der früheren Erfindung, die in WO-A-9314928 beschrieben ist, die folgend in Verbindung mit besonderen Ausgestaltungen der Erfindung erläutert wird, während die Erscheinungsform einer einfachen Plastikfolie noch besteht. Glaubhaft ist jedoch, dass das Muster sich überkreuzender Stränge gemäss der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis vermittelt, dass dies ein Kreuzlaminat und deshalb von besonderer Festigkeit ist. In diesem Zusammenhang ist für den Benutzer ersichtlich, dass die Rasterung nicht auf die Oberfläche des Laminates aufgeprägt, sondern innerhalb desselben ist. Die leicht unscharfe Zeichnung der Rasterung, die ein zwangsläufiges Ergebnis der Koextrusionstechnik ist, zeigt, dass die Linien von der Herstellung herrühren und nicht von einem späteren Druckvorgang auf eine oder mehrere Schichtungen. Alles in allem zeigt die Rasterung an, dass es sich um ein Kreuzlaminat handelt und deshalb zu erwarten ist, dass stark oder fest ist. Weiter bleibt die Rasterung durch Reibung unberührt, wohingegen eine Rasterung, die auf ein Laminat aufgedruckt ist, empfindlich auf solche Belastungen reagiert.
Ein grosser Anteil von kreuzlaminierten Folien, die weltweit hergestellt werden, werden durch Durchlauf eines oder mehrerer Sätze gerillter Walzen querverstreckt, siehe zum Beispiel die vorerwähnte WO-A-9314928, die die bestehende Technik in Verbindung mit kreuzlaminierten Folien beschreibt. Dieser Prozess der Querverstreckung vermittelt dem Kreuzlaminat immer eine mehr oder weniger streifige Erscheinungsform, zufolge Oberflächenwellungen mit entsprechenden Dickenabweichungen im Laminat. Eine geringfügige Abweichung einer Musterung selbst so geringfügig wie +/– minus 5% wird sehr sichtbar durch Lichtreflexionen. Der Erfinder hat nun unerwarteterweise gefunden, dass die Kombination dieser streifigen Musterung mit gefärbten Strängen innerhalb des Laminates einen ausgesprochenen dreidimensionalen Effekt erzeugt. Abgesehen davon, dass es ein interessanter Effekt ist, der Neugier erzeugen kann, vermittelt er dem Betrachter den Eindruck, dass das Laminat wesentlich dicker als es in Wirklichkeit ist und er so der subjektiven, negativen Einschätzung entgegenwirkt, das das vorliegende Laminat lediglich eine einfache Kunststofffolie sei. Dieser besondere dreidimensionale Effekt wird folgend weiterbehandelt.
Beim Koextrusionsvorgang werden A und/oder B vorzugsweise mit einer durchgehenden, geschlossenen Oberflächenschicht (folgend die zweite Verbindungsschicht genannt) ausgestattet, die zum Zwecke des dekorativen Aspektes auf die Oberseite der Stranganordnung oder unter letzterer aufexdrudiert werden kann. Hinsichtlich des Aspektes der Verbindbarkeit ist die zweite Verbindungsschichtung auf der Hauptschicht koextrudiert unter der Rasterung der Stränge, wobei die Zusammensetzung der zweiten Verbindungsschichtung verschieden von der Zusammensetzung der Hauptschichtung und der ersten Verbindungsschichtung ist. Weiter zum Zwecke des Aspektes der Verbindbarkeit wird die zweite Verbindungsschichtung so gewählt, dass sie während der Lamination Verbindungen auch an Stellen erzeugt, die ohne eine erste Verbindungsschichtung sind und eine geringere Festigkeit aufweisen als die Verbindungen in den Stellen.
Das Verfahren nach der Erfindung und das danach hergestellte Erzeugnis weisen keine der vorerwähnten Nachteile auf. Das Verfahren eignet sich besonders für eine kommerzielle Fertigung für Massenprodukte, da keine gesundheitlichen Gefährdungen mit ihm einhergehen, die Zusatzkosten, verglichen mit einer Lamination, die sich vollflächig über alle Flächen erstreckt sind minim, Extrusion, Verstreckung und Lamination sind im wesentlichen getrennte Verfahrensschritte, so dass jeder für den angestrebten Endzweck optimiert werden kann die Erscheinungsform des Produktes unter der differentiellen Schrumpfung oder der gepunkteten Erscheinung leiden und gewöhnlicherweise benutzte Maschinen zur Herstellung von Kreuzlaminaten mit nur kostengünstigen Zusätzen zu bestehenden Koextrusionswerkzeugen können Anwendung finden, wie folgend erläutert wird.
Zur Optimierung der Bindungsrasterung ist es ein sehr wichtiger Vorteil, das das Laminationsraster nicht nur zwei, sondern drei Elemente umfasst, vorausgesetzt, dass die Extrusionsvorrichtung Mittel zur Extrusion der zweiten Verbindungsschicht aufweist. Die Extrusionsvorrichtung mit diesen Mitteln muss nicht ständig zur Extrusion dieser Schicht verwendet werden.
Diese drei Elemente der Kreuzlaminat-Rasterung sind folgende:

a) jeder Punkt, an dem sich zwei Stränge erster Verbindungsschichtungen kreuzen
b) jeder Bereich, in dem beide Kontaktflächenteile ohne erste Bindungsschichtung sind und
c) die Bereiche, in denen sich eine erste Bindungsschichtung auf einer der zwei Berührungsflächen befindet und keine erste Bindungsschichtung auf der anderen.

Teile (a) und (b) bilden die Netzrasterung.
Durch unterschiedliche Anpassung der Bindungsstärke der Komponenten (a), (b) und (c) für unterschiedliche Verwendungszwecke, aber indem die gleiche Maschinenausstattung Verwendung findet, kann dieses Verbindungssystem sehr hilfreich zur besonderen Ausgestaltung der Eigenschaften des Kreuzlaminates sein.
So, als Beispiel, gibt es gewisse Tarpaudin ähnliche Verwendungen, bei denen aus Kostengründen die Stärke soweit wie möglich herabgesetzt werden sollte, aber bei denen die Rissfortschrittsfestigkeit und die endliche Zugfestigkeit von überwiegender Bedeutung sind, während die Streckgrenzenspannung und ästhetische Erscheinungsform von relativ geringerer Bedeutung sind, aber wo die Widerstandsfähigkeit gegen Delamination, zufolge Bewegungen im Wind, sehr hoch sein muss. In diesem Fall ist eine starke Verbund/kein Verbund Rasterung bevorzugt und vermieden ist die Koextrusion einer zweiten Verbindungsschichtung. Die Hauptkomponente kann nicht nur von ihrem eigenen Extruder und eigenem Kanalsystem angewendet werden, sondern auch vom Extruder und dem Kanalsystem, das sonst in weiterer Anwendungsmöglichkeit für die zweite Verbindungsschichtung Anwendung findet. Die Verbindung wird erzeugt als starke Verschweissung, in den Punkten (a), wo sich die Stränge kreuzen.
In anderen Fällen kann ein Bedürfnis bestehen, eine starke Verbindung nicht nur in den Punkten (a), sondern auch in den Bereichen (c) zu erzeugen, während eine gewisse, ausgesprochen schwächere Verbindung, in den Bereichen (b) vorzunehmen wäre.
Dies kann auch durch eine passende Auswahl polymerischer Materialien für die ersten und zweiten Verbindungsschichtungen (in diesem Fall muss die zweite Verbindungsschichtung Anwendung finden) erreicht werden. Die Kombination einer starken Verbindung in einer Netzrasterung und eine vergleichsweise schwächere Verbindung über den verbleibenden Rest des Bereiches erzeugt eine sehr interessante Laminationsrasterung, gewöhnlich besser als starke Punktschweissung in Verbindung mit schwacher Verbindung über den Rest gesehen. In letzterem Falle wird sich eine unbeabsichtigte Delamination über einen weiten Bereich fortsetzen, wenn das Laminat wiederholt gebogen wird, d.h. wenn es im Wind flattert. Die Folien werden dabei zusammengehalten, wo sie punktverschweisst sind, aber der Rest wird bindungsmässig gelöst, verliert die ästhetische Erscheinungsform und in einem gewissen Ausmass die Streckgrenze und den Kriechwiderstand.
Im Gegensatz dazu ist eine schwache Verbindung in einer Netzrasterung, umgeben von einer starken Verbindung, nicht einer zufälligen Delamination dieser Art aussetzbar.
Jedoch sollte auch Erwähnung finden, dass es Anwendungen gibt, bei denen die beste Kombination folgende ist:

(a) starke Verscheissung
(b) schwache Verbindung und
(c) auch schwache Verbindung, jedoch stärker als (b)

Vorzugsweise sollte jede der Folien A und B aus Polyethylen oder Polypropylen bestehen, d.h. die Hauptschicht kann vorteilhafterweise aus HDPE oder LLDPE oder einer Mischung aus beiden bestehen, die zweite Verbindungsschichtung, hauptsächlich aus LLDPE, aber mit einem Zusatz von 5–25% eines Kopolymeres des Ethylens mit einem Schmelzpunkt oder einem Schmelzbereich innerhalb des Temperaturintervalles von 50–80°C, während die Stränge überwiegend aus einem Kopolymer des Ethylens bestehen, können mit einem Schmelzpunkt oder einem Schmelzbereich innerhalb des Temperaturintervalles von 50–100°C oder einer Mischung eines solchen Kopolymeres und LLDPE mit wenigstens 25% Anteil besagten Kopolymeres.
Der Abstand von Mitte zu Mitte benachbarter Stränge in jeder Rasterung sollte normalerweise zwischen 2 cm und 8 cm, vorzugsweise nicht mehr als 4 cm und weiter bevorzugt nicht mehr als 2 cm betragen.
Die Bindungsfestigkeit an den Punkten (a) durch Abschälen gemessen (ausgeführt an schmalen Mustern bei einer Geschwindigkeit von 1 mm pro Sekunde) sollte normalerweise 40g pro Zentimeter und die Verbindungsfestigkeit der Bereiche (b) gleicherweise bestimmt, sollte höchstens 75%, vorzugsweise nicht mehr als 50% der Verbindungsfestigkeit von (a) betragen.
Ungleich dem Kreuzlaminat hergestellt vermittels gegenläufig drehender Werkzeugteilen und umfassend sich kreuzender Rasterungen von Rippen, wie vorstehend in der Beschreibung des Standes der Technik dargestellt, sollte die Dickenzunahme in jeder der Folien A und B an den Stellen, an denen die Stränge koextrudiert werden, höchstens 30%, gesehen von den unmittelbar umgebenden Stellen, betragen, bevorzugt höchstens 20% und weiter bevorzugt höchstens 10%.
Die Koextrusion einer oder beider Folien A und B wird vorzugsweise vermittels eines kreisförmigen Koextrusionswerkzeuges vorgenommen zur Bildung und zum Abzug einer rohrförmigen Folie. Der Abzug ist so ausgelegt, um eine deutlich uniaxiale oder eine nicht abgeglichen biaxiale Schmelzorientierung mit der Hauptorientierungsrichtung und der Richtung der Strängerasterung entlang der Längsrichtung der Folie entstehen zu lassen. Dazu abweichend kann die Orientierung und die Rasterung der Stränge spiralförmig entlang der rohrförmigen Folie, vermittels Relativdrehung zwischen Ausgang des Werkzeuges und den Einrichtungen der Abnahme der Folien nach Extrusion erreicht werden.
Der Abstand von Mitte zu Mitte benachbarter Stränge am Austritt vom Extruder sollte normalerweise höchstens 8 cm, vorzugsweise nicht höher als 4 cm und weiter bevorzugt nicht höher als 2 cm sein und der Umfang des Rohres an diesem Ausgang sollte mindestens 20 cm betragen.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, beide Folien A und B aus einem flachen Werkzeug zu extrudieren und die Kreuzverbindung unter Verwendung einer Heisspresse vorzunehmen, vorzugsweise nach erfolgter Kaltverstreckung beider.
Das Kreuzlaminat gemäss vorliegender Erfindung ist nicht notwendigerweise auf zwei Folien A und B beschränkt, aber kann drei oder mehr Schichtungen umfassen. So, als vorteilhafte Ausgestaltung kann es zwei Paare bereichverbundene Folien A und B, vorzugsweise der Anordnung A-B-A oder B-A-B umfassen, bei dem die mittlere Folie auf beiden ihrer Oberflächen eine Strangrasterung trägt, d.h. einer ersten Bindungsschichtung und vorzugsweise auch einer zweiten Bindungsschicht.
In einer zweiten passenden Anordnung, umfassend mehr als zwei Folien A und B, ist in der Lamination mindestens eine weitere Folie vorgesehen. Diese Folie wird auch durch Koextrusion hergestellt und ist demgemäss mit einer Schichtung aus einer Materialzusammensetzung zur Gewährleistung seiner Verbindung im Laminat ausgestattet. Die Zusammensetzung und die Laminationsbedingungen sind so gewählt, dass die Stärke dieser Verbindung höher ist als die Verbindungsstärke zwischen A und B an Stellen, die frei sind von extrudierten Strängen. So wird einer Delamination der zusätzlichen Folie entgegengewirkt.
Die Oberfläche des Laminates sollte vorzugsweise aus einer Schichtung bestehen, die die Heisssiegeleigenschaften und/oder Reibeigenschaften bestimmt. Solche Schichten werden bei den benutzten Folien als äussere Schichten koextrudiert.
Normalerweise sollte in jeder Folie A und B die molekulare Orientierung, die eine uniaxiale oder unabgeglichen biaxiale Orientierung sein kann, nicht auf das begrenzt sein, was in Verbindung mit der Extrusion erreicht ist. Da kann eine weitere Längsverstreckung zur spiralförmigen Trennung vorgenommen werden. Andererseits oder zusätzlich können die Folien durch Verstreckung in Längs- und/oder Querrichtung, folgend der Anordnung der Folien, zu einem Sandwich zur Lamination orientiert werden. Dies kann stattfinden nach Heissverbindung dieser Anordnung zu einem Laminat.
Solche Schritte sind in sich nicht unbedingt neu, siehe z.B. vorstehend erwähnte WO-A-9314928, aber sie können im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung spezielle Vorteile zeitigen.
Bei der Lamination können die Stränge in A direkt auf die Stränge in B gesiegelt werden, andererseits kann der Laminationsprozess eine Extrusionslamination sein, wobei die Bindung vermittels einer separat extrudierten Schichtung hergestellt wird.
Normalerweise die Strangrasterung auf jeder Folie A und B nicht mehr als 15%, vorzugsweise höchstens 10% und weiter bevorzugt höchstens 5% des Volumens der betreffenden Folien A oder B umfassen.
Ausgenommen der Situation, dass eine zweite Oberflächenschichtung oben auf der Stranggeformten ersten Oberfläche koextrudiert ist, ist es zum Zwecke einer leichten oder verbesserten Lamination vorteilhaft, die Zusammensetzung des Strangmateriales, so dass die Stränge allgemein gesagt bei einer Temperatur aufschmelzen, bei der die Hauptschichtung noch überwiegend fest ist. So sollte der durchschnittliche Schmelzpunkt der Polymere, die die mit Strängen geformte Schichtung darstellen, normalerweise wenigstens 10°C, vorzugsweise wenigstens 15°C und weiter bevorzugt wenigstens 20°C niedriger sein als der durchschnittliche Schmelzpunkt des Polymeres, das die Hauptschichtung bildet.
In diesem Zusammenhang sollte „der Durchschnitt oder durchschnittlich" verstanden werden als ein Durchschnitt, der unterschiedliche Gewichte und andere Bestandteile berücksichtigt. So sollten die Stränge aus 20% des Polymers X mit einem Schmelzpunkt von 125°C und aus 80% eines Polymers Y mit einem Schmelzpunkt von 90°C bestehen, ist sein durchschnittlicher Schmelzpunkt 125 × 20% – 90 × 80% = 97°C.
Für den Aspekt der Erfindung, dessen Zweck die Erzeugung eines Laminiersystems aus einer Starkbindung/Schwachbindung ist und dadurch eine passende Kombination von Rissfortschrittswiderstand und Delaminationswiderstand bildet, sollte eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung Erwähnung finden. Bei dieser Ausführungsform wird die Schwachbindung, die hier vielleicht besser eine Blockierung genannt werden sollte, mit Hilfe eines Polymerzusatzes in der zweiten Oberflächenschichtung eines Polymertypusses, wie er als Zusatz bei Klebefolien Verwendung findet. Dies kann als Klebehilfe oder Blockiermittel bezeichnet werden. Ein solcher Zusatz ist ein klebriges Polymer, e.g. ein Polyisobutylen, normalerweise eines niedrigen Molekulargewichtes, das die Tendenz hat, zur Oberfläche zu wandern. Als Beispiel für ein anderes geeignetes Polymer zu besagtem Zweck wäre ataktisches Polyprylen zu nennen. Der Anteil dieses Zusatzes sollte jedoch nicht so hoch sein, dass die Siegelung zwischen dieser zweiten Oberflächenschichtung und der mit Strängen ausgeformten ersten Oberflächenschichtung zerstört wird.
Bezugnehmend auf den anderen Aspekt, der die optische Erscheinungsform zum Gegenstand hat, es sollten die Stränge innerhalb des Laminates eingefärbt und von einer oder beiden Seiten des Laminates sichtbar sein. Wie bereits erwähnt, resultiert daraus ein interessanter, vorteilhafter und überraschender dreidimensionaler, optischer Effekt, wenn die Oberfläche des Laminates durch welche die Stränge betrachtet werden, mit einem kettenähnlichen Muster geprägt ist. Eine separate Prägung zu diesem Zweck ist gewöhnlich nicht notwendig, denn sie kann als Ergebnis der Querverstreckung zwischen gerillten Walzen entstehen, die heute weitverbreitet bei der Herstellung kreuzlaminierter Folien Anwendung findet, siehe auch WO-A-9314928 und EP-B-0624126 (Rasmussen).
Es ist möglich, ein Kreuzlaminat herzustellen, das eine allgemeine Dicke von 0,3 mm höchstens herzustellen, ihm aber das Aussehen zu verleihen, als wären die Stränge wenigstens 0,5 mm von der Streifung entfernt. Die Bezeichnung „allgemeine Dicke" wird benutzt, da die Prägung der Streifung Kalieber- oder Dickenvariationen zur Folge haben kann. Die allgemeine Dicke in einer Ebene, die sich zu den Streifungen erstreckt, sollte als allgemeine Dicke in dieser Ebene verstanden werden.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist spezifischer dargestellt definiert wie folgt:

(a) das Laminat besitzt eine allgemeine Dicke von höchstens 0,3 mm
(b) A bildet eine Oberfläche des Laminates
(c) Die Laminatoberfläche wenigstens auf der A Seite zeigt eine sichtbare Musterung von Streifungen entlang einer Richtung, gebildet von Oberflächenriffelungen mit entsprechenden Dickenabweichungen in A, die Teilungen in der Musterung betragen höchstens 3 mm
(d) die dünnen Stränge sind eingefärbt und der Rest der Folie A ist ausreichend transparent, die eingefärbten Stränge sichtbar zu lassen, wenn das Laminat von der A Seite betrachtet wird, wobei die Tiefe der Riffelung ausreichend ist, um den Strängen das Aussehen zu vermitteln, dass sie wenigstens 0,5 mm von den Streifungen entfernt lägen.

Die dreidimensionale Wirkung lässt sich teilweise als psychologische Illusion erklären und teilweise durch die Tatsache, dass die Streifungen wechselnder Anordnung von Strukturen bilden, die in etwa als zylindrische Sammellinsen und zylindrische Streulinsen beschrieben werden können. Jedoch muss dies nicht als absolut unfraglich angesehen werden, da Linsen auch vermehrt den Charakter von Prismen haben können, auch kann ein Abwechseln von linsenähnlichen und flachen Segmenten vorliegen. Die Prägung kann eine im wesentlichen konstante Teilung oder eine mehr zufällig ausgestattete Teilung aufweisen, wenn die Prägung von verschiedenen Paaren gerillter Walzen ausgeht, die miteinander interferieren.
Was immer die Erklärung des dreidiemensionalen Effektes sein mag, hat der Erfinder diesen als bedeutsam, wie sich auch aus dem Beispiel ergibt, erkannt.
Ein besonders starker optischer oder psychologischer Effekt der Streifungen kann erreicht werden, wenn das Laminat, betrachtet in einem Querschnitt rechtswinklig zu den Streifungen, eine im wesentlichen gleichförmige oder reguläre Anordnung der Rippen zeigt, die Dicker sind als die Durchschnittsdicke der Laminate und eine im wesentlichen konkave und eine im wesentlichen konvexe Oberfläche haben, so dass eine Biegung der Rippen in Querrichtung und Längsrichtung geformt wird und weiter, dass der Werkstoff in den oder an die Grenzen der Rippen stossend, wenn der Werkstoff spannungsfrei ist in entgegengesetzter Richtung zur Rippe gebogen wird, um dem Werkstoff zwischen zwei benachbarten Rippen eine im wesentlichen eben gestellte Form zu geben. Dies ist als solches nicht neu, aber es ist ein Hauptmerkmal, in der vorstehend erwähnten WO-A-9314928 (Rasmussen). In diesem Patent ist es Zweck der Rippen, dem Laminat im wesentlichen verbesserte Steifigkeit in einer Richtung zu vermitteln, aber in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung vermitteln sie auch den besonderen optischen Effekt.
Eine besondere ästhetische Wirkung kann erzielt werden, wenn die Farbe der Stränge von einem Pigment gebildet wird, dies einen metallischen Glanz oder leuchtenden Effekt erzielt. Grundmischungen solcher Farben sind meist sehr teuer, aber wird die Anwendung auf die Stränge begrenzt, ist der Kosteneffekt eher unwichtig und die Wirkung, die so erzielt wird, kann grösser sein als die einer vollflächigen Einfärbung einer Folie mit solchen Pigmenten.
So nach einem Aspekt der Erfindung wird ein neues Verfahren zur Herstellung eines Kreuzlaminates bereitgestellt, umfassend gegenseitig verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei benachbarte Folien A und B, jede durch Koextrusion in einem flachen oder kreisförmigen Werkzeug gebildet ist, eine Hauptschichtung aus Polymermaterial, ausgewählt für hohe Zugfestigkeit und eine erste Oberflächenschicht aus einem Polymermaterial und bei dem A und B ausgestattet wird mit einer uniaxialen oder unabgeglichenen biaxialen molekularen Orientierung an irgendeiner Stufe nach der Verbindung der unterschiedlichen Werkstoffe im Koextrusionswerkzeug und vor der Lamination und vor Lamination A und B so angeordnet werden, dass die Hauptorientierungsrichtung in A die Hauptorientierungsrichtung in B kreuzt und während der Lamination die Verbindung von A und B wenigstens teilweise durch Wärme erfolgt, wobei sich dieses Verfahren dadurch kennzeichnet, dass während der Koextrusion jede der ersten Oberflächenschichtungen in Querrichtung nicht kontinuierlich, d.h. unterbrochen, ausgestaltet wird, wodurch sie aus einer Anordnung von Strängen auf A bestehen und während der Lamination die Stränge auf A so angeordnet werden, dass sie die Anordnung der Stränge auf B kreuzen und dass sich weiter kennzeichnet, dass die A Folie mit Riffelungen mit Dickenabweichungen seiner Koextrusion ausgestattet ist, wobei die Teilung zwischen den Riffelungen nicht mehr als 3 mm beträgt.
Vorzugsweise werden Riffelungen durch Querverstreckung durch ineinandergreifende geriffelte Walzen wie in WO-A-9314298 beschrieben, erstellt, so dass das ganze Laminat Oberflächenriffelungen aufweist und die oben beschriebenen Rippen aufweisen. Vorzugsweise wird bei diesem Aspekt der Werkstoff, aus dem die Stränge extrudiert werden, gefärbt und der Werkstoff, aus dem die Folie A gebildet wird, verbleibt ausreichend durchsichtig, so dass die Stränge von der A Seite des Laminates aus sichtbar bleiben.
Es wurde bereits darauf verwiesen, dass allgemein benutzte maschinelle Ausstattung zur Herstellung von Kreuzlaminaten Verwendung finden kann, mit nur billigen Zusätzen oder Ergänzungen zu bestehenden Koextrusionslinien. Dies betrifft die Koextrusion der Rasterung der Stränge und die nicht durchgehende erste Verbindungsschicht. Der Erfinder hat gefunden, durch Zusatz relativ einfacher und billiger Maschinenteile am Ausgang, fast jeder Ausführung bestehender Koextrusionswerkzeuge, erreicht werden kann. Natürlich besteht der Bedarf für einen zusätzlichen Extruder, aber die Stränge besetzen normalerweise nur 1 bis 5% der extrudierten Folien, so dass dieser Extruder ein Kleiner und somit billiger sein kann. Von solchen angepassten Werkzeugen wird angenommen, dass sie neu sind.
Das Extrusionswerkzeug nach der Erfindung ist ein kreisförmiges Extrusionswerkzeug, umfassend einen Verteilerteil, in dem wenigstens ein erstes Polymermaterial zu einem im wesentlichen gleichformigen, kreisförmigen Fluss ausgeformt werden kann, und getrennt davon ein Austrittsteil, umfassend einen kreisförmigen Hauptkanal mit im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wänden, welcher Kanal einen flachen Bereich umfassen kann, um das aufgeschmolzene Polymermaterial in Richtung auf die Austrittsöffnung zu leiten, von der aus das Polymermaterial das Werkzeug in Form einer rohrförmigen Folie verlässt. Das besondere Merkmal der Erfindung ist, dass der Austrittsteil auch ein Kanalsystem zur Umfangsextrusion einer kreisförmigen Anordnung schmaler Stränge aus einem zweiten geschmolzenen Polymermaterial umfasst, dieses Kanalsystem in einer kreisförmigen Reihe innerer Oeffnungen in der nach aussen gerichteten, im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wandung des Hauptkanales endet.
In einer bevorzugten Ausführungsform beginnt die Extrusion an einem oder mehreren Einlässen zu dem Auslassteil und umfasst zur gleichförmigen Aufteilung ein Labyrinth-Kanalsystem beginnend an jedem Einlasse, wobei jedes solcher Systeme wenigsten Kanalverzweigungen umfasst.
Der Begriff labyrinthische Aufteilung wurde mit der US-A-4.403.934 eingeführt und bezieht sich auf die Aufteilung von Flüssen, bei denen sich ein Fluss in zwei Zweige gleicher Länge aufteilt, sich jeder dieser Flüsse wiederum in zwei Zweige gleicher Länge etc. aufteilt, wobei alle Zweige hauptsächlich kreisförmig und parallel zueinander verlaufend sind. Dies ist in 6 gezeigt.
Um möglichst besonders kurze Abstände zwischen den inneren Oeffnungen zu erzielen, können die Kanäle des labyrinthförmigen Systems oder Systeme in einen gemeinsamen kreisförmigen Kanal ausmünden, der einer Wand gemeinsam mit der zylindrischen oder konischen Wandung des Hauptkanales ist. Die kreisförmige Reihe innerer Oeffnungen ist in dem Wandungsteil angeordnet.
Dieses Koextrusionswerkzeug wurde mit Blick auf die Herstellung von Kreuzlaminaten konzipiert mit einer Starkbindung/Schwachbindung oder Starkbindung/keine Bindung Rasterung und zu diesem Zweck kann der Bedarf einer durchgehenden zweiten Verbindungsschichtung bestehen. Deshalb besteht vorzugsweise zusätzlich zu den Einrichtungen zur Koextrusion der ersten und zweiten aufgeschmolzenen Polymermaterialien das Bedürfnis Mittel bereitzustellen, einen kreisförmigen Fluss eines dritten aufgeschmolzenn Polymermateriales auf der Seite des ersten Materiales zu extrudieren, die dem zweiten Material gegenüberliegt. Kanalanordnungen zur Zusammenführung der Flüsse des ersten und dritten Materiales sind vorgesehen entweder in dem Verteilerteil oder teilweise zwischen letzterem und dem ausführungsmässig getrennt gestalteten Austrittsteil.
Innerhalb des Werkzeuges beträgt der Umfang der inneren Wandung am Ausgang vorzugsweise wenigstens 20 cm, und der Abstand von Mitte zu Mitte nebeneinanderliegender Oeffnungen in kreisförmiger Reihe ist abgestimmt zur Herstellung, nach Vergrösserung oder Reduktion, die eintreten, wenn die Wandungen des Hauptkanales im wesentlichen konisch sind, eines Abstandes von Mitte zu Mitte benachbarter Stränge, die höchstens 8 cm, vorzugsweise nicht mehr als 4 cm und weiter bevorzugt nicht mehr als 2 cm beträgt.
Vorteilhafterweise kann das Werkzeug auch angewendet werden zur Herstellung von Polymerfolien nicht kreuzlaminierter Art, z.B. für eine Folie mit dekorativer Musterung gefärbter Streifen. Neben den vorstehend beschriebenen wirtschaftlichen Vorteilen, nämlich, dass bestehende Werkzeugausführungen zusammen mit zusätzlichen kostengünstigen Werkzeugteilen und einem kleinen Extruder Verwendung finden können, ist es ein weiterer Vorteil, dass die Wegstrecke des Flusses vom Extruder zum Werkzeugausgang möglich wird am kürzesten zu sein, wenn der Einlass für das zweite Material zum Werkzeug und das ganze innere Verteilsystem nahe am Ausgang vom Werkzeug liegt, wodurch die Degradierung des Polymers bestmöglich verhindert werden kann.
Aus Gründen der Vollständigkeit sollte hinzugefügt werden, dass die Anordnung von Strängen auf den koextrudierten Folien A und B für das beschriebene Kreuzlaminat natürlich auch aus einem Fluss gebildet werden kann, der das ganze Verteilsystem eines Koextrusionswerkzeuges parallel zu anderen Flüssen durchläuft, aber in diesem Fall besteht das Risiko der Degradierung, da diese Stränge wie vorstehend erwähnt gewöhnlich nur 1–5 % jeder Folie darstellen.
Es können auch zwei Labyrinthsysteme der beschriebenen Art vorgesehen sein oder dazu equivalente Verteilsysteme, eins folgend dem anderen, und jeder ausmündend in kreisförmiger Aufreihung der Austrittsöffnungen, wahlweise mit vorstehend erwähntem ringförmigen Kanal eingebracht zwischen den letzten Verzweigungen und den inneren Oeffnungen. Vorzugsweise sollte jedes dieser labyrinthförmigen Systeme gespeist werden von einem separaten kleinen Extruder. Verwendung finden können verschiedene kleine Extruder. Die inneren Oeffnungen, die die labyrinthförmigen Kanalsysteme beenden, sollten gegeneinander versetzt werden, um zu verhindern, dass die verschiedenen Anordnungen koextrudierter Stränge einander überdecken. Dies wird folgend im Zusammenhang mit 5a beschrieben.
Obwohl wie vorstehend erwähnt verschiedene Einzelbestandteile der Produktionslinie für Laminate bekannt sein könnten, wird davon ausgegangen, dass die Vorrichtung zur Durchführung des neuartigen Verfahrens neu ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kreuzlaminates bereitgestellt, die ein Werkzeug zur Koextrusion einer Folie A und ein Werkzeug zur Koextrusion einer Folie B umfasst, wobei jedes der Werkzeuge einen ersten Verteilteil (8) aufweist, mit dem ein erstes aufgeschmolzenes Polymermaterial zu einem allgemein gleichförmigen Fluss geformt werden kann, einen zweiten Verteilteil (9), in dem ein zweites aufgeschmolzenes Polymermaterial zu einem Fluss geformt werden kann, eine Ausgangsöffnung, einen Ausgangsteil umfassend einen Hauptkanal (12) zur Leitung des ersten aufgeschmolzenen Polymermateriales zur Ausgangsöffnung und ein Kanalsystem (10, 11) auf einer Seite des Hauptkanales zur Leitung des zweiten Flusses aufgeschmolzenen Polymermateriales zur Bildung einer Oberflächenschichtung auf einer Seite des Flusses aus erstem aufgeschmolzenem Polymermaterial in Richtung auf die Oeffnung, wobei das koextrudierte Material in Form einer Folien (16) von der Austrittsöffnung abströmt, Einrichtungen zur Orientierung von A und B uniaxial oder unabgeglichen biaxial nach Austritt aus dem Werkzeug, Einrichtung zur Anordnung der orientierten Folien A und B, so dass die Oberflächenschichten sich gegenüberliegen und so dass ihre Richtungen oder Hauptrichtungen sich überkreuzen, und Einrichtungen zur Laminierung von A und B vermittels Wärme, sich als Erfindung kennzeichnend, dadurch, dass das Kanalsystem zur Leitung des zweiten Polymermateriales einen Fluss diese zweiten Materiales bereitstellt, der diskontinuierlich in einer Richtung im wesentlichen quer zur Flussrichtung ist, wobei jede der Oberflächenschichten von A und B als Anordnung von Strängen ausgeformt werden und wenn die Folien mit ihrem Oberflächenschichten gegenüberliegend angeordnet sind die Stränge von A die Stränge von B kreuzen.
Dort wo A und B identisch sind kann ein einzelnes Werkzeug Teil der Vorrichtung sein. Diese produziert eine Folienart mit den gewünschten Oberflächenschichten und richtet zwei Folien sich gegenüberliegend zur Bildung des Laminates aus.
Andere Merkmale der Vorrichtung, die besonders geeignet sind, das neue Verfahren auszuführen, ergeben sich aus den Vorrichtungsansprüchen.
Die Erfindung wird in den Zeichnungen dargelegt, bei denen:
1 ist eine Ansicht in ungefähr originalgetreuem Masstab der Zwischenphase zwischen zwei koextrudierten, orientierten, spiralig geschnittenen und kreuzlaminierten Folien A und B, jede überlicherweise aber nicht immer versehen mit einer dünneren, durchgehenden Schicht für eine schwache Verbindung und auf dieser Schicht eine Anordnung von Strängen einer ersten Verbindungsschicht, so dass drei verschiedene Verbindungselemente a, b, c geschaffen werden.
2 ist eine Ansicht in ungefähr originalgetreuem Massstab zweier koextrudierter, orientierter, spiralig geschnittener und kreuzlaminierter Folien (A und B). Sie beleuchtet den Aspekt der Erfindung, der die optische Erscheinung liefernd einen dreidimensionalen Effekt unter Verwendung koextrudierter Stränge (101) und (102) zum Gegenstand hat, wobei eine streifige Prägung (103) die dreidimensionale Wirkung bewirkt.
3 zeigt einen Schnitt durch a-a in 2. Dieser Schnitt ist senkrecht zu den Streifungen. Die Dicke jeder Schichtung wird hier in 400-facher Vergrösserung gezeigt, während die Abmessungen parallel zu den Oberflächen in 20-facher Vergrösserung gezeigt sind.
4 ist eine schematisierte, perspektivische Zeichnung einer Koextrusionslinie zur Herstellung rohrförmiger Folien nach spiraligem Schnitt zur Herstellung des in den 1, 2 und 3 gezeigten Kreuzlaminates. Der Fluss von Polymermaterial für die Stränge kommt aus einem sehr kleinen Extruder (4) und die Flüsse der anderen drei Polymermaterialien (für die Hauptschicht durchgehende zweite Oberflächenschicht und Schicht für die Oberfläche des Laminates) kommen von grösseren Extrudern (5), (6) und (7). Die letztgenannten Materialien werden in den Verteilteil (8) des Extrusionswerkzeuges eingeleitet und dort zu einem kreisförmigen Fluss ausgeformt. Die Zusammenführung dieser Flüsse erfolgt am Austritt von (8) während sie in den konstruktiv getrennten Austrittsteil (a) einlaufen. Der Fluss von dem kleinen Extruder (4) wird direkt in den Austrittsteil (9) eingeleitet, wo er, ausgehend vom Umfang gleichförmig in das labyrinthische Kanalsystem wie in 6 gezeigt eingeleitet und durch die kreisförmige Reihe innerer Oeffnungen auf die Aussenseite des rohrförmigen Gesamtflusses der drei anderen Komponenten aufgetragen wird. Das Konzept der labyrinthischen Kanäle ist vorangehend beschrieben.
5a ist ein Axialschnitt gezeigt in ungefähr halber Grösse des konstruktiv getrennten Austrittsteiles (9), der aus den Unterteilen (9a), (9b), (9c), (9d) und (9e) besteht. Der Schnitt geht durch die Line x-x in 6. Gezeigt sind mehrere Kanäle des labyrinthischen Systems.
5b ist eine Einzelheit aus 5a, darstellend die letzte Verzweigung des labyrinthischen Kanalsystems und eine der 64 inneren Oeffnungen (11), durch die die Flüsse des strangbildenden Materiales auf den rohrförmigen Fluss (12) der anderen drei koextrudierten Materialien treffen. Diese Einzelheit ist in einem Massstab ungefähr sechs mal grösser als der wirkliche Massstab dargestellt.
6 ist eine perspektivische Ansicht von oben vom Unterteil (9a), zeigend das untere Halbteil des labyrinthischen Kanalsystemes (10), durch das ein Fluss des stangbildenden Materiales aus Extruder (4) eingeleitet durch den Einlass (13) stufenweise geteilt wird in 64 gleiche Teilflüsse durch die Kanäle (10), jeder für sich extrudiert durch eine innere Oeffnung (11). Der obere Halbteil des labyrinthischen Kanalsystemes, der das Unterteil (9b) ist, ist genau symmetrisch mit dem in 6, ausgenommen des Einlasses (13).
In den 1 und 2 ist die Längsrichtung des kreuzlaminierten Bandes mit Pfeil (1) gekennzeichnet. Die Hauptorientierungsrichtung, die eine uniaxiale Orientierung oder eine unabgeglichene biaxiale Orientierung sein kann, ist mit Pfeil (2) für eine Folie und Pfeil (3) für die andere Folie dargestellt. Jede ist dargestellt als habe sie einen Winkel von 60° zur Längsrichtung (1). Diesen hat der Erfinder als beste Bemessung für Tarpauline und Abdeckplanen betrachtet, während Winkel von nahe 30° generell als beste Bemessung erkannt wurde für Kreuzlaminate zur Herstellung von Verpackungssäcken. In nur wenigen Fällen zeigte sich ein Winkel von 45° als vorteilhaft.
Für jede Folie ist die Hauptorientierungsrichtung fast, aber nicht ganz parallel mit der Anordnung der Stränge in der Folie dargestellt. Falls die rohrförmige Folie, sobald sie aus dem Extrusionswerkzeug austritt, gerade abgezogen worden ist und falls sie nach dem Spiralschnitt nicht verstreckt wurde, ist die Hauptorientierungsrichtung genau parallel zur Anordnung, aber sollte die rohrförmige Folie während des Abzuges verdreht worden sein, um eine spiralförmige Schmelzorientierung zu erzeugen, oder falls sie uniaxial oder biaxial orientiert wurde nach dem spiralförmigen Schnitt, wie dargestellt in vorerwähntem US Patent Nr. 4.039.364 (Rasmussen), ist die Hauptorientierungsrichtung nicht genau parallel mit der Anordnung.
Bei den Stellen (a), an denen eine Anordnung die andere kreuzt, wird eine starke Punktschweissung erzeugt. Normalerweise sollte die Verbindung so stark sein, dass im Falle einer versuchten Delamination das Laminat um diese Stellen herum reisst.
Wird keine zweite durchgehende Verbindungsschicht zwischen den Strängen und der Hauptschicht koextrudiert, findet eine Verbindung nur an den Stellen (a) statt, dies ist aber wie bereits erwähnt eine starke Verbindung. Wie in der allgemeinen Beschreibung dargelegt, ist dieses einfache Verbindungssystem in einigen Fällen bevorzugt. Jedoch sollte das Koextrusionswerkzeug vorzugsweise ein Kanalsystem umfassen für die zweite Verbindungsschichtung, obowhl seine Verwendung nicht auf diese Fälle beschränkt ist.
Ueberwiegend sollte eine Verbindungsschicht in jeder Folie zwischen Hauptschicht und Anordnung der Stränge koextrudiert werden. In den Bereichen, die mit (b) bezeichnet sind, besteht eine direkte Klebverbindung zwischen den zweiten Klebschichten in beiden Folien und durch Wahl der Materialbestandteile und Laminiertemperatur wird hier eine gut eingestellte leichte Verbindung hergestellt.
In den Bereichen (c) sind die Stränge auf einer Folie klebend verbunden mit der zweiten Klebschicht auf der anderen Folie. Somit hat die Verbindungsfestigkeit in den Bereichen (c) eine Grössenordnung, die ungefähr in der Mitte zwischen jenen in (a) und (b) liegt. Es gibt eine grosse Wahlfreiheit zwischen diesen drei Werten und das Verbindungssystem kann sozusagen für die beabsichtigte Verwendung des Kreuzlaminates speziell eingestellt werden.
Mit relativ dünner Folie ist es möglich, in den (c) Bereichen eine Verbindung so stark auszugestalten, dass sie ohne Reissen des Materiales nicht aufgehoben werden kann, selbst dann nicht, wenn die Verbindung in den (b) Bereichen besonders schwach eingestellt sind. Hierdurch sind die Bereiche schwacher Bindung voll eingebettet in Bereiche starker Bindung. Die Vorteile dieses für besondere Zwecke werden in der allgemeinen Beschreibung dargestellt. In anderen Fällen kann es bevorzugt sein, noch während einer sehr schwachen Verbindung in den (c) Bereichen einen passenden Wert zwischen denen von (a) und (b) zu geben, welches während des Rissfortschrittes eine Delamination erlaubt, aber einen so hohen Widerstand gegen diese Delamination ausübt, dass die Reissenergie absorbiert wird und Reissen um die Punkte (a) vermieden wird.
In 2 ist die Maschinenrichtung des kreuzlaminierten Bandes mit (1) bezeichnet. Die Hauptorientierungsrichtung, die Orientierung wird hier als unabgeglichen biaxial angenommen, ist mit Pfeil (2) für eine Folie und mit Pfeil (3) für die andere Folie bezeichnet. Sie sind beide unter einem Winkel von 30° zur Maschinenrichtung dargestellt.
Für jede Folie ist die Hauptorientierungsrichtung fast aber nicht ganz parallel zur Anordnung der Stränge (101) in Folie A und (102) in Folie B dargestellt. Diese Stränge sind in 2 vermittels starker, unterbrochener Linien dargestellt.
Gemäss 2 sind die Linien (103) nicht gestrichelt, stellen aber die Streifungen durch Prägung dar, welche im Querschnitt von 3 aufscheinen. Diese Prägung wird erzeugt durch Streckung zwischen gerillten Walzen, siehe das Beispiel. Infolge dieser Streifung erscheinen die gefärbten Stränge (101), (102) in deutlichem Abstand liegend zu den Streifungen, selbst wenn der wirkliche Abstand gleich oder kleiner als die Auflösung des Auges ist, die 0,1 mm beträgt. Wie bereits erwähnt wird angenommen, dass dieser scheinbare Eindruck in Verbindung steht mit der Tatsache, dass die Oberfläche des Laminates in wechselnder Folge konkav und konvex ist, oder in anderen Worten, Folie A, die hier als transparent bezeichnet ist, wird aus einer Vielzahl feiner zylindrischer Sammellinsen, abwechselnd aus einer Vielzahl feiner Verteilerlinsen angesehen. Auch eine Rolle spielen kann, dass der von den gerillten Walzen ausgeübte Druck eine Rasterung variierenden Glanzes erzeugt. Die Folie B kann auch durchsichtig sein, kann aber auch stark gefärbt sein, um einen aesthetischen Hintergrund für die eingefärbten Stränge zu bilden.
3 zeigt weiter zweite Oberflächenschichten (104) und (105) zur Einstellung der Bindungsfestigkeit und Laminatoberflächenschichten (106) und (107) aus Polymermaterialien, die zur Verbesserung der Heissiegeleigenschaften und/oder der Reibeigenschaften des Laminates selektiv ausgewählt oder bestimmt wurden. Im Falle die Erfindung nicht nur zur Herstellung besonderer optischer Effekte benutzt werden sollte, sondern auch als eine Stark-/Schwachbindungsrasterung – dies ist normalerweise der Fall – sollten die zweiten Oberflächenschichten zwischen den entsprechenden stranggebildeten ersten Oberflächenschichten (101) oder (102) und der entsprechenden Hauptschichtung (108) oder (109) wie hier gezeigt liegen, und wie weitergehend in der Beschreibung dargelegt.
Ist jedoch eine Stark-/Schwachverbindung nicht notwendig, kann jede stranggebildete erste Oberflächenschicht (101) oder (102) zwischen die Hauptschichtung (108) oder (109) und die Verbindung bildenden zweiten Oberflächenschichten (104) oder (105) koextrudiert werden.
Der in 3 gezeigte Querschnitt ist gezeichnet ausgehend von einem Mikrophoto des in 2 beschriebenen Laminates. Wie bereits erwähnt, wird angenommen, dass die dreidimensionale Wirkung, die die eingefärbten Stränge sehr viel weiter entfernt erscheinen lässt von den Streifungen als wirklich sind, ein Ergebnis ist, zumindest teilweise, der alternierenden Anordnung zylindrischer Sammel- und Verteillinsen, die die Streifungen verursachen.
4, 5a, 5b und 6 sind zum Zwecke des grundsätzlichen Verständnisses bereits ausreichend beschrieben, das Folgende sollte jedoch hinzugefügt werden:
Verschiedene Reihen von Bohrungen (14) für Bolzen oder Schrauben halten die Teile fest verbunden. In 5a ist ein flacher Kanal für Drainage vorgesehen, wie üblich bei Werkzeugkonstruktionen. Tatsächlich sollte ein System von Kanälen zur Drainage, einnehmend den grössten Teil des Bereiches zwischen den Unterteilen (9a) und (9b) gezeigt sein, aber aus Gründen der Verständlichkeit ist nur dieser eine Kanal gezeigt. In bezug auf 5b ist der abstromseitigen Seite der inneren Oeffnungen (11) eine Form gegeben, die eine Beschädigung des axialen Flusses verhindert, die andererseits eintreten kann, wenn auf dieser Seite scharfe Kanten vorliegen würden.
Herausgestellt wurde, dass ein Ausgangsteil (9) konstruktiv getrennt vom Verteilteil (8) vorgesehen ist. Wie gezeigt, Werkzeugteil (9) besteht normalerweise aus verschiedenen Unterteilen, d.h. Einzelteilen. Die gezeigten Einzelteile (9c) und (9e) können als ein Einzelteil ausgebildet sein. Die Zentrierung des Einzelteiles (9d) ist einstellbar um Dickenschwankungen der extrudierten rohrförmigen Folie (16) auszugleichen.
Dort wo mehrere labyrinthische Systeme, jedes von einem separaten Extruder gespiesen, zur Anwendung kommen, kann ein zusätzlicher Werkzeugring zwischen den Ringen (9a) und (9b) angeordnet werden, die Oberfläche dieses eingesetzten Ringes ist so gestaltet, dass sie zusammen mit (9a) ein labyrinthisches System bildet und zusammen mit (9b) ein anderes labyrinthisches System.
In 6 endet jedes der 64 Endverzweigungen des labyrinthischen Systemes in einer inneren Oeffnung, die direkt in den axial rohrförmigen Fluss einspeist. Es ist jedoch nicht zweckmässig, in mehr als 64 Verzweigungen aufzuteilen, und sollte eine grössere Anzahl von Strängen erwünscht sein, kann jede letzte Verzweigung sich in einen gemeinsamen ringörmigen Kanal öffnen, letzterer nahe dem Kanal (12) für den axialen Fluss. Von diesem ringförmigen Kanal ausgehend kann die grössere Anzahl Oeffnungen in den Kanal (12) ausgehen.
Beispiel 1
Der Ablauf ist gleich wie in Beispiel 3 von US 5.028.289 (Rasmussen), folgendes ausgenommen:
Die Koextrusionslinie ist aufgebaut wie in den 4, 5a und 6a gezeigt, und koextrudierte Stränge sind vorgesehen aus niedrig schmelzendem metallocen-katalysiertem Kopolymer des Ethylens und Oktan mit einem Schmelzbereich von 50–60°C und einem Schmelzflussindex von 1.0.
Dem wird eine Grundmischung von Silberpigmenten beigegeben. Die Höhe dieses Zusatzes beträgt das Dreifache dessen, was bei normaler Extrusion von Folien mit Silbereffekt zur Anwendung kommt.
Die Schichtung, die in besagtem US Patent Laminierschicht und hier zweite Verbindungsschicht genannt wird, ist eine Mischung aus 90 % LLDPE und 10 % eines niedrig schmelzenden Kopolymers. Das LLDPE hat eine dichte von 0,92 g pro ml und einen Schmelzflussindex von 1.0. Die Hauptschichtung und die Heissiegelschicht (zur Heissiegelung des endgültigen Kreuzlaminates) sind dieselben wie in Beispiel 3. Die Hauptschicht bildet 75 %, die Heissiegelschicht 15 %, die zweite Verbindungsschicht 8 % und die Stränge 2 % der Folie, volumenbezogen.
Die Komponenten für die Hauptschicht, zweite Verbindungsschicht und Heissiegelschichten enthalten keine Farbpigmente.
Der Schnittwinkel beträgt 57°.
Die Temperaturen zur Lamination, für den Streckprozess und die finale Wärmebehandlung sind auch verschieden, nämlich
zur Vorheizung 60°C
zur Querverstreckung zwischen den speziell gerillten Walzen, beschrieben in besagtem US Patent und für den ersten längsgerichteten Streckvorgang 50°C
für die folgenden Querverstreck- und Längsverstreckvorgänge 35°C
für die Wärmebehandlung, die die endgültige Verbindung beeinflusst, 90°C
Weiter wird kein Luftstrahl verwendet zur Kühlung der Folien während der Hauptquerverstreckung.
Wie in Beispiel 3 gesagt beträgt das Kaliber des fertigen Laminates, welches folgend (I) genannt wird, ungefähr 70 g pro m2. Dies weist eine Verbindungsmusterung wie in 1 gezeigt.
Ein ähnliches Kreuzlaminat (genannt II) jedoch ohne Stränge wird zu Vergleichszwecken hergestellt.
Weiter wird ein drittes Laminat (genannt III) ähnlich mit I hergestellt, aber ohne Stränge und mit 15% anstelle der 10% des niedrig schmelzenden Kopolymeres in der zweiten Verbindungsschichtung.
Muster (I) zeigt die höchste Rissfortschrittsfestigkeit, Muster (II) eine fast gleichwertige und Laminat (III) eine wesentlich tiefere Rissfortschrittsfestigkeit unter Schock-Rissbeanspruchung, was für Tarpauline nicht annehmbar ist. Diese Eigenschaft wird ermittelt durch Reissen von Hand bei gemessener Geschwindigkeit von 5–7 m pro sec von einem Team von Leuten, die mit solcher Art Messungen vertraut sind und die Anforderungen der Kunden kennen. Nach Wissen des Erfinders existiert kein genormter Test für Rissfortschrittsfestigkeit, die den praktischen Zuständen des Reissens nahe kommt.
Laminate (I), (II) und (III) wurden auch nach beschleunigter Alterung bezüglich Biegefestigkeit untersucht. Die Laminate werden zu 8 cm breiten Streifen geschnitten, von denen jeder an einer Stange mit einem Durchmesser von 25 mm wie eine Fahne befestigt wird und so geschnitten, dass er sich 25 cm von der Stange erstreckt. Die Fahne wird dann vermittels einer künstlich erzeugten Luftströmung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 km pro h geprüft. Laminate (II) und (III) delaminierten innerhalb weniger Minuten, während Muster (I) während der zweistündigen Versuchsdauer an allen Stellen verbunden blieb, an denen sich die Stränge kreuzen.
Das Folgende bezieht sich auf Prüfungen vor der beschriebenen beschleunigten Biegebehandlung. Wird Muster (I), egal von welcher Seite, betrachtet, vermittelt es den Eindruck, dass die eingefärbten Stränge einige mm von den Streifungen entfernt liegen.
Der Querschnitt von Muster (I) wird mikroskopisch untersucht. Er zeigt ein reguläres Muster von Dickenabweichungen und eine entsprechende Wellung, dies jedoch in geringem Ausmass. In Beispiel 1 oben erwähnten EP Patentes 0.624.126 wird diese Struktur – dort "U Rippenstruktur" genannt – sehr viel deutlicher herausgestellt oder stark bemessen, siehe 1 des Patentes. Die U Rippenstruktur ist in Anspruch 9 dieser Anmeldung beschrieben. Bei dem vorliegenden Beispiel war es Aufgabe, eine weniger deutliche oder schwächer bemessene U Rippe durch Modifikation der Prozessbedingungen zu bilden, nämlich durch einen grösseren Schnittwinkel, sanftere Abkühlbedingungen nach Längsverstreckung und leicht höhere Spannung während des Normalisierens.
Die Dicke des Musters (I) variiert um ± 10 % in einem generell regulären Raster während der Winkel zwischen der mit A bezeichneten Oberfläche und der durchschnittlichen Fläche der Oberfläche um +/– 3 % innerhalb einer Teilung in einem regulären Raster variiert. Auf Grund ihres Einflusses auf die Lichtreflektion vermitteln diese relativ kleinen Winkelveränderungen den Eindruck stark ausgeprägter Streifungen. Auch eine Rolle spielt, dass die gerillten Verstreckwalzen ein Muster variierenden Glanzes eingeprägt haben.
Beispiel 2
Zielsetzung dieses Beispieles ist eine weitere Untersuchung der optischen Effekte der überkreuz laufenden Stränge vor und nach der durch Biegung beschleunigten Alterung.
Der Ablauf von Beispiel 1 wird genau nachgestellt, ausgenommen die Pigmentierung der Bestandteile.
Muster IV: Die Stränge haben den gleichen silbrigen Effekt durch Pigmentzusatz wie in Beispiel 1. In einer Schicht des Laminates ist die Hauptschicht mit einer tiefblauen Farbe eingefärbt unter Verwendung einer Farbmenge, die doppelt so hoch ist wie normalerweise verwendet. In der anderen Schichtung des Laminates sind nur die Stränge eingefärbt, der Rest ist durchsichtig.
Muster V: Die Stränge, gefärbt weiss vermittels einer Grundmischung die TiO₂ enthält. Die Menge der Grundmischung entspricht der dreifachen der sonst verwendeten Menge.
In beiden Lagen des Laminates ist die Hauptschichtung mit dem gleichen blauen Farbstoff wie in Beispiel IV eingefärbt, aber nur mit der halben Menge der Grundmischung.
Muster VI: Keine Stränge, die Hauptschichtungen sind gefärbt, wie in Muster V. Gleiche Verbindungsschichten wie in Muster IV und V.
Prüfung der Muster vor vorgezogener Alterung durch Biegung:
Muster IV: Betrachtet von der durchsichtigen Seite eine stark aufscheinende 3-dimensionale silbrige Musterung. Betrachtet von der "gegenüberliegenden, umgekehrten" Seite eine ausgesprochen aesthetisch aber nicht stark aufscheinende dreidimensionale Musterung von Linien in einer dunkleren blauen Kolorierung.
Muster V: Von beiden Seiten betrachtet eine aesthetisch ansprechende Musterung von Linien in hellerer blauer Färbung.
Untersuchung des Muster nach 5 Minuten beschleunigter Biegung (Flexierung) wie in Beispiel 1 erläutert.
Muster IV: von der gegenüberliegenden Seite (Rückseite) erscheint es noch aesthetisch einwandfrei und es zeigen sich keine Anzeichen einer Delamination dort wo sich Strangmaterial befindet. Von der transparenten Seite erscheint es bedeutend weniger aesthetisch als Folge fortgeschrittener Delamination in den Bereichen wo sich kein Strangmaterial befindet.
Muster V: Beide Seiten des Laminates sehen etwas gealtert aus, aber die Anordnung der Ueberkreuzrasterung ist weiter vollständig intakt und aesthetisch ansehnlich.
Muster VI (ohne Stränge): Schwerwiegend delaminiert und nicht gebrauchsfähig.
Prüfung des Musters V nach einer Stunde beschleunigter Biegung (Flexierung) wie in Beispiel 1 erläutert. Das Material ist noch punktverbunden an allen Punkten, an denen die Stränge kreuzen. Auf beiden Seiten zeigt es eine lineare Rasterung in leichterer Färbung.
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Abwandlung, dass die Folien dicker extrudiert werden, um dem fertigen Laminat ein Gewicht von 120 g pro m2 zu geben und in der zweiten Verbindungsschicht wird der Anteil niedrig schmelzenden Kopolymers von 10 % auf 15 % erhöht.
Die Färbung ist wie in Beispiel 2, Muster IV nämlich: die Stränge silbern, die Hauptschicht in einer Lage dunkelblau, in der anderen Lage ohne irgendwelche Farben.
Das Kreuzlaminat hat ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich Rissfortschritt, bewertet wie in Beispiel 1. Nach 5 Minuten beschleunigter Flexierung gemäss Verfahren nach Beispielen 1 und 2 zeigte es immer noch keine Anzeichen einer Delamination.
Deshalb sieht die dreidimensionale Rasterung von der durchsichtigen Seite nach dieser Behandlung noch aufscheinend, d.h. leuchtend aus.

Claims

Ein Kreuzlaminat umfassend gegeneinander verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei benachbarte Folien A und B, jede eine koextrudierte uniaxial orientierte oder eine unabgeglichene, unsymetrisch biaxial orientierte ist, wobei die Hauptorientierungsrichtung (2) in A die Hauptorientierungsrichtung (3) in B kreuzt und jede eine Schicht aus Polymermaterial ausgewählt für eine hohe Zugfestigkeit enthält (folgend die Hauptschicht genannt) und auf jeder Hauptschicht auf der Seite die der benachbarten Folie A oder B zugewandt ist, wenigstens eine erste Oberflächenschichtung aufweist, die eine diskontinuierliche Schichtung aus einer Reihe koextrudierter dünner Fasern (101, 102) umfasst, die Fasern (101) in A so angeordnet sind, dass sie die Fasern (102) in 8 kreuzen und die Fasern aus einem Material bestehen, dass so selektioniert ist, dass die Eigenschaften in der Oberfläche der entsprechenden Folie modifiziert sind, wobei die Modifikationen die Verbindung zwischen A und B betreffen, gekennzeichnet durch eine zweite Oberflächenschichtung (104, 105) auf der Hauptschicht, bestehend aus wenigstens einem oder benachbarten Folien A und B auf der Seite der Hauptschicht, die gegen die andere der benachbarten Folien gerichtet ist, dass die zweite Oberflächenschichtung durchgehend ausgebildet und zwischen der Hauptschicht und der Oberflächenschichtung angeordnet und ausgewählt ist, die Verbindung zwischen A und B zu beeinflussen.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A und B an jeder Stelle (a) stark miteinander verbunden sind, an der eine Faser (101) auf A sich mit einer Faser (102) auf B überschneidet, während A und B schwächer oder nicht verbunden sind über die Teile (b) ihrer Berührungsflächen, die keine erste Verbindungsschichtung aufweisen.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet, dass die optische Erscheinung oder Farbe des ersten Laminates durch die erste Schichtung modifiziert ist, vorzugsweise durch eine Einfärbeauswahl der ersten Oberflächenschichtung.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Fasern in jeder der Folien A und B höchstens 30%, vorzugsweise höchstens 20% und weiter bevorzugt nicht mehr als 10% der Dicke der entsprechenden Folie beträgt.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Fasern in jeder der Folien so ausgewählt ist, dass sie höchstens 60%, vorzugsweise 50% und weiter bevorzugt höchstens 30% der Oberfläche der entsprechenden Folie einnehmen.
Ein Kreuzlaminat gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenzunahme jeder Folie A und B an den Stellen, an denen die Fasern koextrudiert werden, höchstens 30% gesehen zur unmittelbaren Umgebung, vorzugsweise höchstens 20% und weiter bevorzugt nicht mehr als 10% beträgt.
Ein Kreuzlaminat gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von der Mitte der benachbarten Fasern in jeder Anordnung zwischen 2mm und 80mm, vorzugsweise nicht höher als 40mm und weiter bevorzugt nicht höher als 20mm ist.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskraft an den Verbindungsstellen, gemessen durch Abschälung an engen Musterstellen bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 mm pro Sekunde, wenigstens 40 gr pro cm beträgt und die Verbindungskraft in den Teilen der Berührungsflächen, die keine erste Verbindungsschichtung aufweisen, nach gleicher Art bestimmt, höchstens 75%, vorzugsweise nicht mehr als 50% der Verbindungskraft an den Verbindungsstellen beträgt.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Paar reihenverbundene Folien A und B umfasst.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folie für zwei solcher Sätze ist, wobei diese Folie eine Anordnung der Fasern auf beiden ihrer Oberflächen aufweist.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einer oder beiden äusseren Folien des Laminates eine Oberflächenschichtung (106, 107) aufweist, die auch die Oberflächenschichtung des Laminates ist, ausgewählt die Heissiegelfähigkeit des Laminates zu steigern und/oder seine Reibeigenschaften zu erhöhen.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschicht wenigstens jede der zwei Folien A und B, hauptsächlich aus Polyethylen oder Polypropylen besteht.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Folien A und B die Hauptschicht aus HDPE oder LLDPE oder aus einer Mischung besteht, die zweite Verbindungsschicht hauptsächlich aus LLDPE mit einer Zumischung aus 5–25% eines Kopolymers des Ethylen mit einem Schmelzpunkt oder Schmelzbereich im Temperatur Intervall von 50–100°C besteht und die Fasern überwiegend aus einem Kopolymer des Ethylens mit einem Schmelzpunkt oder einem Schmelzintervall im Temperaturbereich von 50–100°C oder einer Mischung eines solchen Kopolymers mit LLDPE, umfassend wenigstens 25% des Kopolymers gebildet sind.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwache Bindung durch die Zugabe in der zweiten Oberflächenschichtung einer Klebhilfe, vorzugsweise eines Polyisobutylen niederen Molekulargewichtes oder ein ataktisches Polypropylene bewirkt ist.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberflächenschicht auf A und/oder B zwei oder mehrere Fasersätze aufweist, jeder dieser Sätze aus einem Material abweichend in Zusammensetzung und/oder Farbe von den anderen Sätzen ausgebildet ist und die Fasern der Sätze zueinander versetzt sind.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberflächenschichtung auf jeder der Folien A und B, höchstens 15%, vorzugsweise höchstens 10%, weiter bevorzugt höchstens 5% des Volumens der entsprechenden Folie A oder B einnimmt.
Ein Kreuzlaminat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Schmelzpunkt der Polymere, die die Fasern der ersten Oberflächenschichtung bilden, wenigstens 10°C, bevorzugt wenigstens 15°C und weiter bevorzugt wenigstens 20°C unter durchschnittlichen Schmelzpunkt der Polymere liegen, die die Hauptschicht bilden.
Ein Kreuzlaminat, umfassend gegeneinander verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei benachbarte Folien A und B jede eine koextrudierte, uniaxial orientierte oder eine unabgeglichen unsymetrisch biaxial orientierte ist, wobei die Hauptorientierungsrichtung (2) in A die Hauptorientierungsrichtung (3) in B kreuzt und jede eine Schicht aus Polymermaterial ausgewählt für eine hohe Zugfestigkeit enthält (folgend die Hauptschicht genannt) und auf jeder Hauptschicht auf der Seite die der benachbarten Folie A oder B zugewandt ist, wenigstens eine Oberflächenschichtung aufweist, die eine diskontinuierliche Schichtung aus einer Reihe koextrudierter Fasern (101, 102) umfasst, die Fasern (101) in A so angeordnet sind, dass sie die Fasern (102) in B kreuzen und die Fasern aus einem Material bestehen, das so selektioniert ist, dass die Eigenschaften in der Oberfläche der entsprechenden Folie modifiziert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation die optische Farberscheinung des Laminates betrifft.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation der optischen Erscheinung vermittels einer Auswahl von Einfärbungen in der ersten Oberflächenschicht bewirkt ist.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) eine allgemeine Dicke von höchstens 0,3 mm b) A bildet eine Oberfläche des Laminates c) die Laminatoberfläche wenigstens auf der A-Seite zeigt eine sichtbare Musterung von einer Schichtung 103 (oder Streifung 103) entlang einer Richtung gebildet durch Oberflächenriffelungen mit entsprechenden Dickenänderungen in A, die Teilungen der Musterung höchstens 3 mm betragend d) die dünnen Fasern sind gefärbt und der Rest der Folie A ist ausreichend transparent, um die gefärbten Fasern zu zeigen, wenn das Laminat von der A-Seite betrachtet wird, wobei die Tiefe der Oberflächenriffelungen ausreichend ist, um die Fasern wenigstens 0,5 mm von den Schichtungen beabstandet erscheinen zu lassen.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe der Fasern durch einen Farbstoff erzeugt wird, der einen metallischen Glanz oder einen irisierenden Effekt erzeugt.
Ein Kreuzlaminat nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Querschnitt senkrecht zu den Riffelungen gesehen, das Laminat ein im allgemeinen gleichmässige Anordnung von Rippen zeigt, die dicker sind als die Durchschnittsdicke des Laminates, um eine im wesentlichen konkave und eine im wesentlichen konvexe Oberfläche zur Bildung einer Biegung einer Rippe quer zu ihrer Längsrichtung und dass das Material in oder angrenzend der Grenzlinien der Rippen in spannungsfreiem Zustand des Materiales in die entgegengesetzte Richtung zu den Rippen gebogen ist, um dem Material zwischen zwei angrenzenden, d.h. aufeinanderfolgenden Rippen eine im wesentlichen geradeausgerichtete Form zu vermitteln.
Ein Kreuzlaminat nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation ferner die Verbindung zwischen A und B betrifft.
Verfahren zur Herstellung eines Kreuzlaminates, umfassend gegeneinander verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei benachbarte Folien A und B, jede durch Koextrusion in einem flachen oder kreisförmigen Werkzeug hergestellt wird, eine Hauptschicht aus Polymermaterial, das für eine hohe Zugfestigkeit ausgewählt ist und eine erste Oberflächenschicht aus einem Polymermaterial und bei denen A und B jede mit einer uniaxialen oder nichtabgeglichener biaxialer molekularer Orientierung ausgestattet ist, zu jeder Stufe nach Verbindung der verschiedenen Materialien in dem Koextrusionswerkzeug und vor der Lamination und dass vor der Lamination A und B so angeordnet sind, dass die Hauptorientierungsrichtung in B kreuzt und dass während der Laminierung die Verbindung zwischen A und B wenigstens zeitweise hergestellt wird durch Wärme, wobei während der Koextrusion jede der ersten Oberflächenschichtungen in Querrichtung diskontinuierlich ausgebildet wird, wobei sie aus einer Reihe von Fasern bestehen und A und B so angeordnet sind, dass die Reihe von Fasern auf A die Reihe von Fasern auf B kreuzen, direkt berühren und miteinander verbunden sind und das Material, aus dem die Fasern extrudiert sind, ausgewählt ist, um die Eigenschaften in der Oberfläche der betreffenden Folie zu modifizieren, diese Modifikation die Verbindung zwischen A und B betreffend, dadurch gekennzeichnet, dass im Koextrusionsprozess A und/oder B auch mit einer kontinuierlichen zweiten Verbindungsschicht versehen wird, die zwischen die Hauptschicht und die erste Schichtung koextrudiert wird, wobei die zweite Schicht aus einem Polymermaterial besteht, das verschieden von denen der Hauptschichten ist und die Hauptschicht und die erste Schicht ausgewählt sind, die Verbindung zwischen A und B zu gewährleisten.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass während der Lamination die Wärme im allgemeinen gleichmässig über ganz A und B aufgebracht wird, die Auswahl der Polymermaterialen ausgewählt ist, um die Fasern auf A fest mit den Fasern von B an Stellen zu verbinden, an denen sie letztere überlaufen, aber eine schwächere Bindung oder keine Bindung über Teilen der Berührungsflächen, die nicht mit einer ersten Verbindungsschicht versehen sind.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, bei dem die Koextrusion wenigstens einer Folie A oder B vermittels eines kreisförmigen Koextrusionswerkzeuges zur Bildung und Streckung einer rohrförmigen vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckung ausgerichtet ist, zur Bildung einer uniaxialen oder unabgeglichenen biaxialen Schmelzorientierung in der Hauptorientierungsrichtung und in Richtung der Faser reihen, sich erstreckend entweder in Längsrichtung der Folie oder vermittels einer relativen Drehung zwischen Ausgang des Werkzeuges und Einrichtung zur Aufnahme der Folie nach der Extrusion, die Hauptorientierungsrichtung veranlasst wird, sich spiralförmig entlang der rohrförmigen Folie zu erstrecken und dass folgend die Folie unter einem Winkel zur Hauptrichtung und zur Richtung der Reihen (der Fasern) aufgeschnitten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem die Extrusion wenigstens einer der Folien A und B vermittels eines kreisförmigen Koextrusionswerkzeuges vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von der Mitte zur Mitte benachbarter Fasern am Ausgang des Extruders höchstens 8 cm, vorzugsweise nicht mehr als 4 cm und weiter bevorzugt nicht mehr als 2 cm und der Umfang des Rohres an diesem Ausgang wenigstens 20 cm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass folgend der Zusammenführung der Folien in einer Sandwich Anordnung zur Lamination, vor, nach oder gleichzeitig mit der Verbindung der Sandwich Anordnung zu einem Laminat unter Anwendung von Wärme, die Folien durch Verstreckung in Längs- und/oder Querrichtung zusätzlich orientiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht aus einem Polymermaterial gebildet wird, ausgewählt während der Lamination eine Verbindung herzustellen, auch an Stellen die keine erste Verbindungsschicht aufweisen, wobei diese Verbindung schwächer ist als die Verbindung an den Stellen (a).
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Fasern auf beiden Seiten von A aufkoextrudiert werden und B Folien auf beiden Seiten von A angeordnet werden mit der Reihe von Fasern auf B, die die Fasern auf A kreuzen, diese direkt berühren und mit ihnen verschmolzen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberflächenschicht auf jeder Folie A und B höchstens 15%, vorzugsweise 10% und weiter bevorzugt höchstens 5% des Volumens der jeweiligen Folie einnimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Schmelzpunkt der Polymere, die die Fasern auf der ersten Oberflächenschicht bilden wenigstens 10°C, vorzugsweise wenigstens 15°C und weiter bevorzugt wenigstens 20°C tiefer ist als der durchschnittliche Schmelzpunkt der Polymere ist, die die Hauptschicht bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, bei dem zusätzlich zu den Folien A und B eine weitere Folie bei der Lamination zur Anwendung kommt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Folie auch durch Koextrusion hergestellt ist und deshalb mit einer Oberflächenschicht aus einer Zusammensetzung ausgestattet ist, um ihre Verbindung im Laminat zu gewährleisten, wobei die Zusammensetzung und die Laminierungsbedingungen so ausgewählt werden, dass die Stärke dieser Verbindung höher wird als die Verbindungsstärke zwischen A und B an Stellen, die keine koextrudierte Fasern aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 33, bei dem das Material aus dem die Fasern extrudiert werden, ausgewählt wird, um die optische Farberscheinung des Laminates ändern zu können.
Verfahren zur Herstellung eines Kreuzlaminates, umfassend gegeneinander verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei benachbarte Folien A und B jede durch Koextrusion in einem flachen oder kreisförmigen Werkzeug hergestellt wird, eine Hauptschicht aus Polymermaterial, das für eine hohe Zugfestigkeit ausgewählt ist und eine erste Oberflächenschicht aus einem Polymermaterial und bei denen A und B jede mit einer uniaxialen oder nicht abgeglichener biaxialer molekularer Orientierung ausgestattet ist zu jeder Stufe nach Verbindung der verschiedenen Materialien, in dem Koextrusionswerkzeug und vor der Lamination und dass vor der Lamination A und B so angeordnet sind, dass die Hauptorientierungsrichtung in A die Hauptorientierungsrichtung in B kreuzt und dass während der Laminierung die Verbindung zwischen A und B wenigstens teilweise hergestellt wird durch Wärme, wobei während der Extrusion jede der ersten Oberflächenschichtungen in Querrichtung diskontinuierlich ausgebildet wird, wobei sie aus einer Reihe Fasern bestehen und A und B so angeordnet sind, dass die Reihe von Fasern auf A die Reihe von Fasern auf B kreuzen und das Material, aus dem die Fasern extrudiert sind, so gewählt ist, um die Eigenschaften in der Oberfläche der entsprechenden Folie veränderbar zu machen, diese Veränderbarkeit die optische Erscheinung oder Farbe des Laminates betreffend.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Farbgebung der ersten Oberflächenschicht ausgewählt ist, die optische Erscheinungsform zu verändern.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Laminierprozess ein Extrusionslaminierprozess ist, wobei die Verbindung durch eine getrennt extrudierte Schicht erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) die Dicke der Folien zur Herstellung des Laminates und die Verstreckraten sind eingestellt dem fertigen Laminat eine allgemeine Stärke (Dicke) von höchstens 0,3 mm zu vermitteln. b) A ist als eine Oberfläche des Laminates verwendet. c) die Laminatfläche wenigstens auf der A Seite ist mit Prägungen versehen zur Bildung eines sichtbaren Musters von Streifungen gebildet durch Oberflächenriffelungen mit entsprechenden Dickenvariationen in A und die Teilung des Musters höchstens 3 mm beträgt. d) das Material der Fasern gefärbt ist und der Rest der Folie A ausreichend transparent gehalten ist, die gefärbten Fasern zu zeigen, wenn das Laminat von der A Seite betrachtet wird, wobei die Tiefe der Oberflächenriffelungen ausreichend tief ist, um den Fasern die Erscheinung zu vermitteln, wenigstens 0,5 mm von den Streifungen beabstandet zu sein.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung umfasst, Durchlass der Folien des Laminates, nachdem sie zur Lamination zusammengeführt sind, vor oder nach Vollzug der Verbindung durch ein oder mehrere Paare ineinandergreifender gerillter Walzen, wobei der Prägevorgang auch das Laminat verstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 39, bei dem das Material aus dem die Fasern extrudiert sind, ausgewählt ist die Bindung zwischen A und B zu modifizieren und bei dem die Faser auf A direkt in Berührung gebracht ist mit den Fasern auf B und mit den Fasern auf B verschmolzen sind.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kreuzlaminates, umfassend gegeneinander verbundene Polymerfolien, von denen wenigstens zwei benachbarte Folien A und B jede durch Koextrusion in einem flachen oder kreisförmigen Werkzeug hergestellt werden, eine Hauptschicht aus Polymermaterial, das für eine hohe Zugfestigkeit ausgewählt ist und eine erste Oberflächenschicht aus einem Polymaterial und bei denen A und B jede mit einer uniaxialen oder nicht abgeglichener, biaxialer, molekularer Orientierung ausgestattet ist, zu jeder Stufe nach Verbindung der verschiedenen Materialien in dem Koextrusionswerkzeug und vor der Lamination und dass vor der Lamination A und B so angeordnet sind, dass die Hauptorientierungsrichtung in A die Hauptorientierungsrichtung in B kreuzt und dass während der Laminierung die Verbindung zwischen A und B wenigstens teilweise hergestellt wird durch Wärme, wobei während der Koextrusion jede der ersten Oberflächenschichtungen in Querrichtung diskontinuierlich ausgebildet wird, wobei sie aus einer Reihe von Fasern bestehen und A und B so angeordnet sind, dass die Reihe von Fasern auf A die Reihe von Fasern auf B kreuzen und das Material aus dem die Fasern extrudiert sind, ausgewählt ist, um die Eigenschaften in der Oberfläche der betreffenden Folie zu modifizieren, was ausgeführt wird im kreisförmigen Extrusionswerkzeug, umfassend einen Verteilteil (8), in dem wenigstens ein erstes Polymermaterial zu einem im wesentlichen gleichförmigen, kreisförmigen Fluss formbar ist und körperlich getrennt hier von einem Auslassteil (9), umfassend einen kreisförmigen Hauptkanal (12), mit im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wandungen, wobei der Kanal eine flache Zone umfassen kann zur Leitung des aufgeschmolzenen Polymermateriales in Richtung einer Ausgangsöffnung von der es das Werkzeug als eine rohrförmige Folienstruktur (16) verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsteil ein Kanalverteilsystem (10) zur einer Umfangsextrusion einer kreisförmigen Reihung schmaler Fasern aus einem zweiten aufgeschmolzenen Polymermaterial aufweist, wobei dieses Kanalverteilsystem in einer kreisförmigen Reihe innerer Öffnungen (11) in der äusseren im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wandung des Hauptkanales ausmündet.
Kreisförmiges Extrusionswerkzeug, umfassend einen Verteilteil (8), in dem wenigstens ein erstes aufgeschmolzenes Polymermaterial in einen im gleichförmigen, kreisrunden Fluss formbar ist, körperlich getrennt von diesem ein Auslassteil (9), umfassend einen runden Hauptkanal (12) mit wesentlichen zylindrischen oder konischen Wandungen, welcher Hauptkanal eine flache Zone umfassen kann, um das aufgeschmolzene Polymermaterial in Richtung auf eine Ausgangsöffnung zu leiten, von welcher es das Werkzeug in einer Ausgestaltung als rohrförmige Folie verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassteil gleichermassen ein Verteilkanalsystem (10) umfasst zur Umfangextrusion einer kreisförmigen Reihung schmaler Fasern eines zweiten aufgeschmolzenen Polymermateriales, das Verteilkanalsystem ausmündend in einer kreisförmigen Reihe innerer Öffnungen (11), in der äusseren im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wandung des Hauptkanales.
Kreisförmiges Extrusionswerkzeug nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangextrusion an einem oder an wenigen Einlässen (13) zum Ausgangsteil beginnt, wobei diese zur gleichförmigen Aufteilung ein Labyrinth Kanalsystem (10) umfassen, das an jedem Einlass beginnt, wobei ein jedes solches System wenigstens drei Kanalabzweigungen umfasst.
Kreisförmiges Extrusionswerkzeug nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle eines des oder der Labyrinthsysteme in einem gemeinsamen Kreiskanal enden mit einer Wandung, die teilweise gemeinsam ist mit der im wesentlichen zylindrischen oder konischen Wandung des Hauptkanales (12), wobei die zylindrische Aufreihung innerer Öffnungen (11) in diesem Wandungsteil angeordnet ist.
Kreisförmiges Extrusionswerkzeug nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang der inneren Wandung am Ausgang mindestens 20 cm beträgt und der Abstand von Mitte zu Mitte benachbarter Öffnungen in der kreisförmigen Reihe ausgelegt ist, um nach Vergrösserung oder Verkleinerung, die eintreten im Falle die Wandungen des Hauptkanales im wesentlichen konisch sind, eine Beabstandung von Mitte zu Mitte benachbarter Fasern zu erreichen, die höchstens 8 cm, vorzugsweise höchstens 4 cm und weiter bevorzugt höchstens 2 cm beträgt.
Kreisförmiges Extrusionswerkzeug nach einem der Ansprüche 42 bis 45, bei dem zusätzlich zu den Einrichtungen zur Koextrusion der ersten und zweiten aufgeschmolzenen Polymermaterialien Einrichtungen zur Koextrusion eines kreisförmigen (kreisrunden) Flusses aufgeschmolzenen Polymermateriales zwischen den Fluss des ersten aufgeschmolzenen Polymermateriales und den Fasern des zweiten Materiales vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnungen zur Zusammenführung der Flüsse des ersten und dritten Materiales, entweder im Verteilteil oder teilweise zwischen letzteren und dem körperlich separierten Ausgangsteil vorgesehen sind.
Vorrichtung zur Herstellung eines Kreuzlaminates, umfassend ein Werkzeug zur Koextrusion einer Folie A und ein Werkzeug zur Koextrusion einer Folie B, die oder jedes dieser Werkzeuge, umfassend einen ersten Verteilteil (8), in dem ein erstes aufgeschmolzenes Polymermaterial in einen ersten im wesentlichen gleichförmigen Fluss formbar ist, einen zweiten Verteilteil (9), in dem ein zweites aufgeschmolzenes Polymermaterial in einen Fluss formbar ist, eine Ausgangsöffnung, einen Ausgangsteil, umfassend einen Hauptkanal (12) zur Leitung des ersten aufgeschmolzenen Polymermateriales in Richtung auf die Austrngsöffnung und ein Kanalsystem (10, 11), auf einer Seite des Hauptkanales zur Leitung des Flusses aus dem zweiten aufgeschmolzenen Polymermateriales und Formung einer Oberflächenschicht, auf einer Seite des Flusses aus dem ersten aufgeschmolzenen Material gegen die Öffnung strömend, wobei das koextrudierte Material die Austrittsöffnung als eine Folienstruktur (16) verlässt; Einrichtungen zur Orientierung von A und B uniaxial oder unabgeglichen biaxial nach Austritt aus der Austrittsöffnung; Einrichtungen zur Anordnung der orientierten Folien A und B, so dass die Oberflächenschichten einander gegenüberliegen und dass die Richtungen oder Hauptorientierungsrichtungen einander kreuzen und Laminiereinrichtungen zur Lamination von A und B unter Verwendung von Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem zur Leitung des zweiten Polymermateriales einen Fluss dieses zweiten Materiales bereitstellt, der diskontinuierlich in einer Richtung im wesentlichen quer zur Flussrichtung ist, wobei jede der Oberflächenschichten auf A und B als eine Reihung von Fasern gebildet ist und wenn die Folien A und B angeordnet sind, so dass ihre Oberflächenschichten einander gegenüberliegen, die Fasern auf A, die Fasern auf B kreuzen und dass das Werkzeug zusätzlich Kanalanordnungen aufweist zur Anlieferung eines kreisförmigen Flusses eines dritten Polymermateriales zur Formung einer Schicht zwischen den ersten und zweiten Materialien, wobei die Flüsse des ersten und dritten Materiales innerhalb des Verteilteiles oder teilweise in einem Teil zwischen dem Verteilteil und dem Austragsteil verbunden werden.
Vorrichtung nach Anspruch 47, bei der jedes Werkzeug ein kreisförmiges Werkzeug gemäss einem der Ansprüche 42 bis 48 ist.
Vorrichtung zur Herstellung eines Kreuzlaminates, umfassend ein Werkzeug gemäss einem der Ansprüche 42 bis 46 und Einrichtungen zur Orientierung von A und B uniaxial oder unabgeglichen biaxial nach Austritt aus der Austrittsöffnung, Einrichtungen zur Anordnung der orientierten Folien A und B, so dass deren Oberflächenschichten einander gegenüberliegen und so dass die Ausrichtung ihrer Hauptorientierungsrichtungen einander kreuzen und Laminationseinrichtungen zur Lamination von A und B unter Anwendung von Wärme.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 oder 49, bei der die Laminationseinrichtung Wärme über die gesamte Breite von A und zur Anwendung bringen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 50, bei der ein oder jedes Werkzeug ein kreisförmiges Werkzeug ist und für die rohrförmige Folie Abzugseinrichtungen, die eine spürbare Schmelzeorientierung in deren Abzugsrichtung oder in der Hauptorientierungsrichtung oder in Richtung der Fasern, die sich in axialer Richtung der rohrförmigen Folie erstrecken, bewirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 50, bei der jedes oder die kreisförmigen Werkzeuge Folienaufnahmeeinrichtungen umfasst, die wahlweise relativ zur Austrittsöffnung drehen, wodurch eine Hauptorientierungsrichtung der Folie spiralförmig entlang der rohrförmigen Folie wird und dass das oder die Werkzeuge Schneideinrichtungen – Trennung des Rohres unter einem Winkel zur Hauptorientierungsrichtung und zur Richtung der Reihung der Fasern umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 52, umfassend ferner Einrichtungen zur aufstromseitigen Verstreckung der Folien A und B, zur abstromseitigen Verstreckung oder zur Verstreckung am gleichen Punkt wie die Laminiereinrichtungen und zwar in einer Längs- und/oder Querrichtung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 53, bei der die Fördermittel so ausgerichtet sind, dass die Oberflächenschichten von A die Oberflächenschichten auf B direkt berühren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 53, bei der die Fördereinrichtungen Mittel zur Extrusion einer Laminierschicht zwischen die Oberflächenschichten von A und B umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 55, die ferner Prägeeinrichtungen zur Prägung der Folie A abstromseitig des Werkzeugsaustrittes mit einem Muster von Streifungen gebildet, durch Riffelungen und entsprechenden Dickenvariationen in Folie A aufweist, wobei die Streifungen nicht mehr als 3 mm voneinander beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 56, bei der die Prägeeinrichtung abstromseitig von der Fördereinrichtung der Folien A und B angeordnet und die Prägeeinrichtung ein oder mehrere geriffelte Walzen umfasst, die die zwischen ihnen durchlaufenden Folien verstrecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 57, die weiter umfasst im Werkzeug zur Herstellung von A ein Kanalsystem auf jeder Seite des Hauptkanales von A, welcher das zweite Polymermaterial in einem diskontinuierlichen Fluss in Querrichtung leitet, wobei die Oberflächenschichten auf beiden Seiten der Folie A als Reihungen von Fasern gebildet werden und wobei eine Folie B auf jeder Seite der Folie A mit ihrer Oberflächenschicht gegen Folie A gerichtet angeordnet wird und wobei die Fasern jeder B Folie die Fasern von A kreuzen, die der entsprechenden Folie B gegenüberliegen.