EA013853B1 - Способ и устройство для изготовления ориентированных плёночных лент - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления ориентированных пленочных лент, включающему следующие шаги: экструдирование расплавленного полимера через головку (2) экструдера; одновременное охлаждение и протягивание расплавленного полимера в охлаждающем устройстве для формирования листа пленки; разрезание исходного листа пленки на множество пленочных лент; растягивание нарезанных пленочных лент при повышенной температуре путем их пропускания через нагревательную среду (7) с температурой несколько ниже температуры размягчения лент с получением ориентированных пленочных лент; отжиг и охлаждение ориентированных пленочных лент; намотку нарезанных ориентированных пленочных лент. Способ отличается тем, что перед шагом растягивания предусмотрен шаг предварительного растягивания, осуществляемый посредством пропускания нарезанных пленочных лент через набор нагреваемых поддерживающих валов (107), вращающихся с заданной скоростью, и через набор охлаждаемых валов предварительного растягивания (109), вращающихся быстрее по сравнению с нагреваемыми поддерживающими валами, причем по меньшей мере один из поддерживающих валов нагревается, а по меньшей мере один из валов предварительного растягивания охлаждается. Изобретение также относится к устройству для осуществления данного способа.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу изготовления ориентированных пленочных лент, а также к устройству для осуществления этого способа.

Предшествующий уровень техники

Пленочные ленты, также известные как полосы, ленты пленки, ленты рафии, пленочные нити и одноосные ориентированные ленты, определяются как ориентированные в одном направлении термопластичные изделия с большим отношением ширины к толщине.

Пленочные ленты, изготовленные из полиолефинов, таких как полипропилен (РР), полиэтилен высокой плотности (ΗΌΡΕ), линейный полиэтилен низкой плотности (ΕΕΌΡΕ) и из других аналогичных полимерных материалов, широко известны и имеют различные применения. Основные области применения включают плетеные мешки, большие промышленные мешки и упаковочные материалы, геотекстильные материалы, веревки и бечевки, и различные промышленные тканые материалы.

Нарезаемые из пленки ленты могут быть изготовлены из прессованных отлитых или рукавных (раздувных) пленок. Раздувная пленка является оптимальной для определенных типов тонких нитей из пленочной ленты. Большая часть пленочных лент изготавливается из отлитых пленок. Обычно пленочные ленты производятся путем разрезания экструдированного пленочного листа с последующим растягиванием с использованием одного из двух известных процессов: растягивания всей пленки вместе одним комплектом или по отдельности несколькими группами/комплектами лент.

Пример многоэтапного растягивания приведен в патенте И8 4113935, который относится к процессу изготовления пленочных лент с низкой усадкой. В этом способе желаемая ориентация в пленочной ленте достигается использованием последовательности валов с увеличивающимися скоростями и температурой. После того как нарезанные из пленки ленты были растянуты в машинном направлении, их можно разогреть на наборе нагреваемых валов и охладить на наборе охлаждаемых валов с целью уменьшения остаточной усадки. Способ многоэтапного растягивания, описанный в документе И8 4113935, используется редко, и даже если используется, то в основном для пленочных лент с низкой усадкой. Подавляющее большинство пленочных лент изготавливаются с использованием одноэтапного растягивания.

Способ и устройство, использующие несколько комплектов пленочных лент, описаны в публикации \νϋ 2006/037571. Согласно этому способу до вытягивания группа пленочных лент (полос) разделяется на несколько подгрупп пленочных лент, а затем подгруппы протягиваются по отдельности с большой скоростью. Однако для этого способа требуется новое и дорогое оборудование.

Приведенный выше способ не следует путать с процессом растягивания всех пленочных лент вместе как одной группы с использованием обычного и сравнительно недорогого оборудования.

Известное ранее традиционное одноэтапное производственное оборудование и способы включают следующее, как показано на фиг. 1.

Как правило, расплавленный полиолефин экструдируется через соответствующую экструзионную головку с формированием листа требуемой толщины, который надлежащим образом охлаждается с помощью такого устройства, как водяной охладитель или охлаждаемый вал (валы). Затем, по существу, аморфный лист доставляется под натяжением к соответствующему режущему устройству для нарезания на пленочные ленты. Пленочные ленты одноосно ориентированы путем протягивания в продольном направлении в условиях нагрева, с получением пленочной ленты, которую можно характеризовать на основе степени ориентации, иногда называемой также степенью протягивания или степенью растяжения.

Таким образом, в предшествующем уровне техники реализуется способ, включающий экструзию расплавленного полимера через головку;

одновременное охлаждение и протягивание расплавленного полимера в охлаждающем устройстве для формирования листа пленки;

разрезание листа пленки на множество относительно узких пленочных лент;

растягивание нарезанных пленочных лент при повышенной температуре путем их пропускания через нагревательную среду с температурой несколько ниже температуры размягчения лент с получением ориентированных пленочных лент;

отжиг и охлаждение ориентированных пленочных лент;

намотку нарезанных ориентированных пленочных лент.

Быстродействие линий, растягивающих пленочные ленты, возросло благодаря усовершенствованию полимеров, технологий и рыночных требований.

Пятнадцать лет назад максимальное быстродействие составляло порядка 240 м/мин, тогда как сейчас традиционное оборудование для изготовления пленочных лент может работать на скоростях до 450 м/мин в зависимости от состава материала (полимеров и примесей) и от спецификации конечного продукта, т.е. пленочных лент.

Нерастянутые пленочные ленты в процессе протягивания или растягивания нагреваются с помощью нагревательных аппаратов горячего воздуха до температуры чуть ниже, чем температура размягчения. С увеличением скорости обработки для того, чтобы обеспечить увеличение времени нагревания, длина нагревательных аппаратов горячего воздуха также увеличилась от примерно 4 до примерно 6 м.

- 1 013853

Однако существует практический предел длины нагревательного аппарата горячего воздуха, обусловленный необходимостью работы с не поддерживаемой длиной пленочных лент в нагревательном аппарате. Таким образом, основной принцип способов уровня техники заключается в проведении процесса одиночного или многоэтапного растягивания при повышенных температурах и ограничивается работой на максимальных скоростях до 450 м/мин, что влечет за собой множество недостатков при увеличении скорости обработки свыше 450 м/мин.

Кроме того, специалистам в данной области хорошо известно, что с увеличением скорости обработки возрастает тенденция отдельных пленочных лент к разрыву при растягивании. Такие пленочные ленты обычно сматываются обратно, и процесс продолжается без значительного прерывания, но разорванные пленочные ленты идут в отходы до тех пор, пока не будут смотаны обратно оператором, тем самым уменьшается эффективность установки и образуются отходы, которые нельзя использовать.

При скоростях выше 450 м/мин тенденция разрыва отдельных пленочных лент возрастает выше допустимых пределов, что иногда приводит к полной остановке работы и, как результат, к производственным убыткам и увеличению количества отходов.

Еще одним недостатком способов уровня техники является то, что при более высоких скоростях и подходящих общих относительных удлинениях начало образования шейки или так называемое геометрическое возникновение растяжения постепенно смещается из нагревательного аппарата горячего воздуха назад в зону, где температура ниже, чем требуемая температура при растягивании. Это приводит к неконтролируемому холодному растягиванию и помимо того, что вызывает разрывы, как описано выше, приводит к нарушенной ориентации молекул полимерной цепи и ухудшению механических свойств, таких как прочность, растяжимость и других соответствующих параметров качества пленочных лент.

Таким образом, необходим способ изготовления пленочных лент с улучшенной стабильностью при нормальных современных производительностях, допускающий скорости изготовления выше 450 м/мин, ориентировочно до 750 м/мин, без сопутствующих недостатков.

Сущность изобретения

Одной из задач изобретения является предложение способа изготовления ориентированных пленочных лент совместно как одной группы с использованием традиционного и сравнительно недорогого оборудования.

Другой задачей изобретения является предложение способа изготовления ориентированных пленочных лент с улучшенной стабильностью, то есть с уменьшенной частотой разрыва ленты.

Еще одной задачей изобретения является предложение способа изготовления ориентированных пленочных лент, допускающего скорости изготовления выше 450 м/мин, ориентировочно до 750 м/мин.

Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение улучшенного устройства для осуществления указанного способа, которое отличается от существующего и широко используемого оборудования уровня техники не коренным образом и, следовательно, может быть изготовлено с разумной стоимостью.

Задачам настоящего изобретения удовлетворяют способ и устройство согласно прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к способу изготовления ориентированных пленочных лент, состоящему в том, что экструдируют расплавленный полимер через головку экструдера;

одновременно охлаждают и протягивают расплавленный полимер в охлаждающем устройстве для формирования листа пленки;

разрезают исходный лист пленки на множество пленочных лент;

осуществляют растягивание нарезанных пленочных лент при повышенной температуре путем их пропускания через нагревательную среду с температурой несколько ниже температуры размягчения лент с получением ориентированных пленочных лент;

отжигают и охлаждают ориентированные пленочные ленты;

осуществляют намотку нарезанных ориентированных пленочных лент;

причем перед растягиванием лент выполняют их предварительное растягивание путем пропускания нарезанных пленочных лент через набор поддерживающих валов, вращающихся с заданной скоростью, и через набор валов предварительного растягивания, вращающихся быстрее по сравнению с поддерживающими валами, при этом по меньшей мере один из поддерживающих валов нагревают до температуры, не превышающей 85°С, а по меньшей мере один из валов предварительного растягивания охлаждают до температуры в диапазоне от 15 до 45°С.

Вкладом нового способа и устройства относительно существующего стандартного способа и устройства является улучшение стабильности процесса и скорости изготовления пленочных лент, недостижимое ранее при использовании традиционного оборудования.

Согласно изобретению по меньшей мере один из поддерживающих валов нагревают до температуры, не превышающей 85°С, предпочтительно до температуры, не превышающей 70°С, а по меньшей мере один из валов предварительного растягивания охлаждают до температуры от 15 до 45°С, предпочтительно от 20 до 40°С.

- 2 013853

Согласно изобретению ленты предварительно растягивают до степени предварительного растяжения от 20 до 80%, предпочтительно от 35 до 70% от заданной степени их общего растяжения, а степень общего растяжения лент задают в диапазоне значений от 3 до 12, предпочтительно в диапазоне от 4 до 8.

В предпочтительном варианте осуществления изготовление лент осуществляют со скоростью их перемещения, превышающей 425 м/мин, предпочтительно превышающей 600 м/мин. Вкладом новых конфигураций по сравнению с известными стандартными конфигурациями является повышение скорости изготовления пленочных лент, недостижимое ранее. Согласно способу по изобретению можно изготавливать пленочные ленты со скоростью их перемещения, превышающей 425 м/мин, что в числе прочих преимуществ может увеличить скорость производства и помочь снизить расходы.

Изобретение также относится к устройству для осуществления указанного выше способа. Устройство содержит экструдер с головкой, охлаждающее устройство, выполненное с возможностью протягивания расплавленного полимера, поступающего из экструдера, для формирования листа пленки, узел нарезания лент из пленки, поддерживающий узел, нагревательное устройство, узел растягивания и отжига нарезанных лент и устройство намотки нарезанных ориентированных лент, при этом поддерживающий узел включает набор поддерживающих валов. По меньшей мере один из поддерживающих валов выполнен с возможностью работать при температуре, не превышающей 85°С. Между поддерживающим узлом и нагревательным устройством установлен узел предварительного растягивания, состоящий из набора валов предварительного растягивания. По меньшей мере один из валов предварительного растягивания выполнен с возможностью работать при температуре от 15 до 45°С.

Охлаждающее устройство может представлять собой водяную ванну, содержащую охлаждающий вал; альтернативно, охлаждающее устройство может представлять собой охлаждающие валы.

Устройство согласно изобретению и способ изготовления ориентированных пленочных лент позволяют вести обработку пленочных лент с лучшей стабильностью и лучшими механическими свойствами, чем те, которые можно получить при стандартной обработке и устройстве при заданном наборе параметров (тип и марка полиолефина, характеристики пленочной ленты и скорости изготовления до 450 м/мин), и позволяют обеспечить скорости изготовления выше 450 м/мин, предпочтительно 600 м/мин.

Предпочтительно способ по изобретению применим к полиолефинам, таким как полипропилен (РР), полиэтилен высокой плотности (НОРЕ), линейный полиэтилен низкой плотности (ЕЬБРЕ) и к другим подобным полимерным материалам.

Такой материал может быть использован как чистый полимер или смешан с примесями, такими как антифибрилляционный компонент, ультрафиолетовый стабилизатор, цветная маточная смесь, повторно используемый полимер и т.д.

Определения

Если не оговорено иначе, все упоминания терминов протягивание, степень вытягивания, растягивание, степень растяжения, ориентация или степень ориентации относятся к растягиванию или протягиванию полимерной ленты в продольном или машинном направлении.

Ориентация в продольном или машинном направлении может быть достигнута посредством использования двух наборов последовательно расположенных валов, так что второй или быстрый набор валов работает на скорости, отношение которой к скорости медленного набора валов соответствует требуемой степени ориентации. Предполагается, что набор валов содержит два или более валов.

В процессе растягивания пленочных лент в машинном направлении они нагреваются с помощью нагревательного устройства, такого как нагреваемые валы, или нагреваемая пластина, или предпочтительно конвекционное нагревательное устройство, как правило, нагревательный аппарат горячего воздуха, в диапазоне температур от 95 до 175°С.

В процессе протягивания пленочных лент через нагревательный аппарат горячего воздуха набор медленных поддерживающих валов может работать на любой подходящей скорости, обычно в диапазоне от 10 до 120 м/мин на производственной линии. Набор быстрых растягивающих валов работает на подходящей скорости, обычно от 120 до 500 м/мин на производственной линии, чтобы обеспечить окружную скорость, втрое или в большее количество раз превышающую скорость набора медленных поддерживающих валов для того, чтобы ориентировать пленочные ленты в машинном направлении.

Степень общего растяжения представляет собой отношение, полученное путем деления окружной скорости быстрых растягивающих валов на окружную скорость медленных поддерживающих валов, которое, как правило, имеет значение от 3 до 12, предпочтительно от 4 до 8.

Протянутые пленочные ленты далее отжигаются, обычно с использованием набора отжигающих валов с температурой окружающей среды или предпочтительно нагреваемых отжигающих валов, работающих с практически той же скоростью, что и растягивающие валы, а затем охлаждаются на наборе охлаждаемых отжигающих валов, работающих с окружной скоростью, уменьшенной по сравнению с растягивающими валами, что дает окончательную скорость линии в диапазоне от 100 до 450 м/мин.

Степень отжига представляет собой отношение окружных скоростей охлаждаемых отжигающих валов и нагреваемых отжигающих валов и обычно принимает значение от 0,90 до 0,98.

Скорость обработки равна окружной скорости охлаждаемого отжигающего вала.

Пленочные ленты обычно имеют ширину от 0,8 до 60 мм, толщину от 0,015 до 0,1 мм и денье от

- 3 013853

250 до 45000. Предпочтительно ширина находится в пределах от 2 до 5 мм, толщина в пределах от 0,025 до 0,07 мм, а денье принимает значения от 500 до 1500.

Перечень чертежей

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, где фиг. 1 иллюстрирует одноэтапный способ растягивания согласно способам уровня техники; фиг. 2 иллюстрирует способ с этапом предварительного растягивания согласно изобретению.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Одноэтапное растягивание и оборудование

На фиг. 1 представлена схема традиционного оборудования для одноэтапного растягивания пленочной ленты. Способ работы состоит в следующем.

Червячный экструдер 1, оборудованный соответствующей экструзионной головкой 2, производит из полимера плоский расплавленный лист 8 пленки. Этот исходный плоский расплавленный лист 8 пленки, выходя из головки 2, опускается в охлаждающее устройство 3, такое как вода в водяной ванне, и застывает в виде листа пленки. Лист 8 пленки протягивается в расплавленном состоянии между губкой матрицы 2 и охлаждающим валом. Затем лист 8 с помощью валов над водяной ванной подается под натяжением в узел 4 нарезания пленки. Узел 4 нарезания пленки разрезает исходный лист 8 пленки на множество сравнительно узких пленочных лент Т.

Пленочные ленты Т направляются в поддерживающий узел 5 с подачей через первый набор валов 6, известных как поддерживающие валы, которые, как правило, имеют температуру окружающей среды.

Пленочные ленты Т затем подаются через нагревательное устройство 7, такое как нагревательная пластина, нагреваемые валы или конвекционное нагревательное устройство, предпочтительно нагревательный аппарат горячего воздуха, на набор валов 8, работающих с большей скоростью, обычно называемых растягивающими валами. Степень общего растяжения имеет значение от 3 до 12. Нагревательный аппарат горячего воздуха обычно работает при температуре, находящейся в диапазоне от 95 до 175°С. При этом процессе пленочные ленты Т полностью растягиваются, как следствие, полностью протягиваются/ориентируются.

Протянутые пленочные ленты затем отжигаются, обычно путем их пропускания через набор нагреваемых валов или валов с температурой окружающей среды, при этом предпочтительно, чтобы нагреваемые валы 10 вращались практически с той же скоростью, что и растягивающие валы 8, а затем через набор охлаждаемых валов 11, работающих с меньшей окружной скоростью, нежели чем растягивающие валы 8.

Растягивающие валы 8, отжигающие валы с температурой окружающей среды или нагреваемые отжигающие валы 10 и охлаждаемые отжигающие валы 11 могут быть установлены на отдельных каркасах или на общем каркасе, и все вместе составляют узел 9 растягивания и отжига.

На последнем вале поддерживающего узла 5 и узла 9 растягивания и отжига обычно предусмотрен вспомогательный прижимной вал, лежащий на пленочных лентах при нормальной работе, чтобы обеспечить более контролируемую подачу с последнего вала каждого устройства к следующей операции; этот вал можно поднять и развернуть в одну сторону при заправке пленочных лент.

Нагреваемые отжигающие валы 10 обычно нагреваются до температуры в диапазоне от 90 до 130°С. Охлаждаемые отжигающие валы обычно охлаждаются до температуры в диапазоне от 15 до 25°С. Степень отжига находится в диапазоне от 0,90 до 0,98.

Затем пленочные ленты наматываются на цилиндрические бобины в устройстве 12 намотки, состоящем из нескольких катушек 13.

Многоэтапное растягивание

В оборудовании уровня техники для производства пленочных лент в случае многоэтапного растягивания, оно обычно производится с использованием последовательных этапов растягивания, причем на каждом этапе температура выше, чем на предыдущем этапе, а минимальная температура составляет 95°С.

Изобретение

Настоящее изобретение вносит изменения в способы уровня техники за счет добавления этапа предварительного растягивания, причем пленочные ленты охлаждаются после их предварительного растягивания, что позволяет стабилизировать молекулярную структуру пленочных лент после операции предварительного растягивания и перед одноэтапным или многоэтапным растягиванием. Следствием этого является то, что требуемое качество продукции наряду со стабильностью процесса сохраняется даже при увеличении скорости обработки до 750 м/мин, более предпочтительно до 600 м/мин.

На фиг. 2 изображена схема устройства согласно изобретению.

Червячный экструдер 1, оборудованный соответствующей экструзионной головкой 2, производит из полимера плоский расплавленный лист 8 пленки. Этот исходный плоский расплавленный лист 8 пленки, выходя из головки 2, опускается в охлаждающее устройство 3, такое как вода в водяной ванне, и застывает в виде листа пленки. Лист 8 пленки протягивается в расплавленном состоянии между губкой головки 2 и охлаждающим валом в водяной ванне. Затем лист 8 с помощью валов над водяной ванной подается под натяжением в узел 4 нарезания пленки. Узел 4 нарезания пленки разрезает исходный лист 8

- 4 013853 пленки на множество сравнительно узких пленочных лент Т.

Пленочные ленты Т направляются в поддерживающий узел 5 с подачей через первый набор валов 107, известных как поддерживающие валы. Согласно изобретению по меньшей мере один вал из набора поддерживающих валов 107 нагревается до температуры, не превышающей 85°С.

Нагретые пленочные ленты Т пропускаются через узел 108 предварительного растягивания, где они проходят через набор валов 109 предварительного растягивания, вращающихся быстрее, нежели чем поддерживающие валы 107, при этом по меньшей мере один из этих валов предварительного растягивания охлаждается до температуры в диапазоне от 15 до 45°С.

Таким образом, осуществляется предварительное растягивание пленочных лент за счет прохождения через набор нагреваемых поддерживающих валов 107 при температуре, значительно более низкой, чем температура размягчения пленочных лент Т, и через один набор охлаждаемых валов 109 предварительного растягивания, причем по меньшей мере один вал из набора поддерживающих валов нагревается, а по меньшей мере один вал из набора валов предварительного растягивания охлаждается.

Хотя заявители не желают быть связанными какой-либо теорией, считается, что при растягивании пленочных лент при температуре, значительно меньшей, чем температура размягчения, высвобождается энергия, посредством чего пленочные ленты самонагреваются, обычно, но не всегда, до температуры более высокой, чем температура нагреваемых поддерживающих валов. Путем охлаждения второго набора валов (валов предварительного растягивания), указанное тепло отбирается, тем самым стабилизируя пленочные ленты перед обычным растягиванием, что приводит к большей стабильности процесса, обеспечивает меньшую частоту разрыва лент и/или возрастание скоростей обработки.

В рамках настоящего изобретения степень предварительного растяжения определяется как отношение окружных скоростей валов 109 предварительного растягивания и поддерживающих валов 107, и согласно настоящему изобретению степень предварительного растяжения принимает значения в диапазоне от 20 до 80% от степени общего растяжения.

В предпочтительной реализации степень предварительного растяжения составляет от 35 до 70% от степени общего растяжения. Далее по меньшей мере один вал из набора поддерживающих валов нагревается до температуры, не превышающей 85°С, предпочтительно до температуры, не превышающей 70°С, а по меньшей мере один вал из набора валов предварительного растягивания охлаждается до температуры в диапазоне от 15 до 45°С, предпочтительно в диапазоне от 20 до 40°С.

Затем предварительно растянутые частично ориентированные пленочные ленты Т подаются через нагревательное устройство 7, такое как нагревательная пластина, нагреваемые валы или конвекционное нагревательное устройство, предпочтительно нагревательный аппарат горячего воздуха, в набор растягивающих валов 8, имеющих более высокую скорость.

Степень общего растяжения имеет значение от 3 до 12. Нагревательный аппарат горячего воздуха обычно функционирует при температуре от 95 до 175°С. В этом процессе пленочные ленты Т полностью растягиваются, как следствие, полностью протягиваются/ориентируются.

Протянутые пленочные ленты затем отжигаются, обычно путем их пропускания через набор нагреваемых валов или валов с температурой окружающей среды, при этом предпочтительно, чтобы нагреваемые отжигающие валы 10 вращались практически с той же скоростью, что и растягивающие валы 8, а затем через набор охлаждаемых отжигающих валов 11, работающих с меньшей окружной скоростью, нежели чем растягивающие валы 8.

Растягивающие валы 8, отжигающие валы с температурой окружающей среды или нагреваемые отжигающие валы 10 и охлаждаемые отжигающие валы 11 могут быть установлены на отдельных каркасах или на общем каркасе, и все вместе составляют узел 9 растягивания и отжига.

На последнем вале поддерживающего узла 5 и узла 9 растягивания и отжига может быть предусмотрен вспомогательный прижимной вал, лежащий на пленочных лентах при нормальной работе, чтобы обеспечить более контролируемую подачу с последнего вала каждого устройства к следующей операции; этот вал можно поднять и развернуть в одну сторону при заправке пленочных лент.

Нагреваемые отжигающие валы 10 обычно нагреваются до температуры в диапазоне от 90 до 130°С. Охлаждаемые отжигающие валы обычно охлаждаются до температуры в диапазоне от 15 до 25°С. Степень отжига находится в диапазоне от 0,90 до 0,98.

Затем пленочные ленты наматываются на цилиндрические бобины в устройстве 12 намотки, состоящем из нескольких катушек 13.

Таким образом, в зависимости от полиолефина, образующего пленку, от добавок и от требуемых свойств пленочных лент согласно конечному применению, параметры могут варьироваться следующим образом:

температура поддерживающего вала вплоть до 85°С, степень предварительного растяжения от 20 до 80% от степени общего растяжения, температура вала предварительного растягивания от 15 до 45°С и степень общего растяжения от 3 до 12.

Изобретение также относится к устройству для осуществления приведенного выше способа. Указанное устройство содержит следующие элементы: экструдер 1 с головкой 2, охлаждающее устройство 3,

- 5 013853 узел 4 нарезания пленки, поддерживающий узел 5, нагревательное устройство 7 и узел 9 растягивания и отжига, при этом поддерживающий узел содержит поддерживающие валы 107, выполненные с возможностью нагревания. Кроме того, между поддерживающим узлом 5 и нагревательным устройством 8 дополнительно содержится узел 108 предварительного растягивания, состоящий из валов 109 предварительного растягивания, выполненных с возможностью охлаждения.

Следующие примеры предназначены для пояснения и обеспечения лучшего понимания изобретения и не суживают или ограничивают объем его охраны.

Примеры

Полимер полипропилен, использованный в экспериментах, продается компанией КеНаисе 1п4и51пс5 Ытйс4. Индия, под названием КЕРОЬ, марка Н03086, серийный номер 10610090 с индексом текучести расплава 3 г/10 мин, согласно А8ТМ Ό1238. Антифибрилляционный концентрат продается компанией 8иреграск, Индия, марка РБ-Л8Т \ХН1ТЕ.

В экспериментах использовалось следующее оборудование, усовершенствованное согласно изобретению.

Линия растягивания пленки: ЬОКЕХ, фирмы ЬоЫа 81ат1шдет Ь1тйе4; эта линия включает в себя червячный экструдер, экструзионную головку, водяную ванну, узел нарезания пленки, поддерживающий узел, нагревательный аппарат горячего воздуха, узел растягивания и отжига.

Намоточные машины: Ь8250Н8, фирмы ЬоЫа 81ат1шдег Ь1тйе4. В экспериментах прочность и растяжимость при разрыве были определены согласно стандарту В8 ΕΝ 180 2062:1995.

Сравнительный пример 1.

В этом примере согласно уровню техники пленочные ленты состоят на 90% из полипропилена и на 10% из антифибрилляционного компонента.

Исходный лист пленки, изготовленный на соответствующих устройствах, оборудованных экструзионной головкой, экструдируется из щели между губками головки размером 0,4 мм при температуре плавления 260°С и опускается в водяную ванну с зазором порядка 40 мм между губкой головки и уровнем воды и застывает в виде листа пленки, находясь в воде. Затем пленка протягивается вокруг охлаждающего вала в водяной ванне и подается с помощью других валов в узел нарезания пленки. Экструдированная пленка нарезается на единый комплект из 170 пленочных лент. Пленочные ленты имеют толщину 0,064 мм и ширину 5,7 мм до протягивания.

Затем пленка подвергается одноэтапному однонаправленному растягиванию за счет помещения в нагревательный аппарат горячего воздуха длиной 6 м с температурой 165°С. Поддерживающие валы перед нагревательным аппаратом вращаются со скоростью 83,8 м/мин; а за нагревательным аппаратом растягивающие валы вращаются со скоростью 424 м/мин, задавая степень общего растяжения равной 5,06. Далее пленочные ленты отжигаются на нагреваемом отжигающем вале с температурой 130°С и затем отпускаются со степенью отжига 0,94. Скорость охлаждаемых отжигающих валов, температура которых поддерживается равной 25°С, составляет 400 м/мин. Наконец, пленочные ленты перекрестно наматываются на катушки в устройстве намотки. Скорость обработки при этом составляет 400 м/мин. В этом способе происходит, в среднем, от 8 до 10 разрывов в час.

Полученные пленочные ленты имеют следующие характеристики.

Ширина: 2,5 мм.

Толщина: 0,029 мм.

Линейная плотность: 610 денье.

Прочность на разрыв: 5,3 гр/денье.

Растяжение при разрыве: 23%.

Сравнительный пример 2.

В этом примере пленочные ленты состоят на 95,2% из полипропилена и на 4,8% из антифибрилляционного компонента.

Исходный лист пленки, изготовленный на соответствующих устройствах, оборудованных экструзионной головкой, экструдируется из щели между губками головки размером 0,4 мм при температуре плавления 260°С и опускается в водяную ванну с зазором порядка 40 мм между губкой головки и уровнем воды и застывает в виде листа пленки, находясь в воде. Затем пленка протягивается вокруг охлаждающего вала в водяной ванне и подается с помощью других валов в узел нарезания пленки. Экструдированная пленка нарезается на единый комплект из 170 пленочных лент. Пленочные ленты имеют толщину 0,089 мм и ширину 5,8 мм до протягивания.

Затем пленка подвергается одноэтапному однонаправленному растягиванию за счет помещения в нагревательный аппарат горячего воздуха длиной 6 м с температурой 165°С. Поддерживающие валы перед нагревательным аппаратом вращаются со скоростью 80 м/мин; а за нагревательным аппаратом растягивающие валы вращаются со скоростью 425 м/мин, задавая степень общего растяжения равной 5,31.

Далее пленочные ленты отжигаются на нагреваемом отжигающем вале с температурой 130°С и затем отпускаются со степенью отжига 0,94. Скорость охлаждаемых отжигающих валов, температура которых поддерживается равной 25°С, составляет 400 м/мин. Наконец, пленочные ленты перекрестно наматываются на катушки в устройстве намотки. Скорость обработки при этом составляет 400 м/мин. В

- 6 013853 этом способе происходит, в среднем, от 6 до 8 разрывов в час.

Полученные пленочные ленты имеют следующие характеристики.

Ширина: 2,5 мм.

Толщина: 0,039 мм.

Линейная плотность: 804 денье.

Прочность на разрыв: 5,2 гр/денье.

Растяжение при разрыве: 25%.

Пример 1.

В этом примере согласно изобретению пленочные ленты состоят на 90% из полипропилена и на 10% из антифибрилляционного компонента, как в сравнительном примере 1. Экструдированная пленка нарезается в единый комплект из 170 пленочных лент. Пленочные ленты имеют толщину 0,064 мм и ширину 5,7 мм до протягивания.

Затем пленка подвергается однонаправленному растягиванию за счет помещения в нагревательный аппарат горячего воздуха длиной 6 м с температурой 154°С. Все поддерживающие валы с температурой 48°С перед нагревательным аппаратом вращаются со скоростью 84 м/мин; все валы предварительного растягивания с температурой 30°С вращаются со скоростью 209,7 м/мин, задавая степень предварительного растяжения, равную 2,46, а за нагревательным аппаратом растягивающие валы вращаются со скоростью 424 м/мин, задавая степень общего растяжения, равную 5,05.

Далее пленочные ленты отжигаются на нагреваемом отжигающем вале с температурой 130°С и затем отпускаются со степенью отжига 0,95. Скорость охлаждаемых отжигающих валов, температура которых поддерживается равной 25°С, составляет 401 м/мин. Наконец, пленочные ленты перекрестно наматываются на катушки в устройстве намотки. Скорость обработки при этом составляет 401 м/мин. В данном примере происходит, в среднем, от 1 до 2 разрывов в час, что показывает, что при сохранении той же скорости обработки среднее число разрывов может быть значительно уменьшено.

Полученные пленочные ленты имеют следующие характеристики.

Ширина: 2,5 мм.

Толщина: 0,029 мм.

Линейная плотность: 611 денье.

Прочность на разрыв: 5,9 гр/денье.

Растяжение при разрыве: 25%.

Пример 2.

В этом примере согласно изобретению пленочные ленты состоят на 90% из полипропилена и на 10% из антифибрилляционного компонента, как в сравнительном примере 1. Экструдированная пленка нарезается в единый комплект из 166 пленочных лент. Пленочные ленты имеют толщину 0,066 мм и ширину 5,5 мм до протягивания.

Затем пленка подвергается однонаправленному растягиванию за счет помещения в нагревательный аппарат горячего воздуха длиной 6 м с температурой 160°С. Все поддерживающие валы с температурой 50°С перед нагревательным аппаратом вращаются со скоростью 130,6 м/мин; все валы предварительного растягивания с температурой 30°С вращаются со скоростью 311,7 м/мин, задавая степень предварительного растяжения, равную 2,39, а за нагревательным аппаратом растягивающие валы вращаются со скоростью 630 м/мин, задавая степень общего растяжения, равную 4,82.

Далее пленочные ленты отжигаются на нагреваемом отжигающем вале с температурой 140°С и затем отпускаются со степенью отжига 0,95. Скорость охлаждаемых отжигающих валов, температура которых поддерживается равной 25°С, составляет 600 м/мин. Наконец, пленочные ленты перекрестно наматываются на катушки в устройстве намотки. Скорость обработки при этом составляет 600 м/мин. В данном примере происходит, в среднем, от 6 до 8 разрывов в час, что показывает, что при сохранении того же среднего числа разрывов скорость обработки может быть значительно увеличена.

Полученные пленочные ленты имеют следующие характеристики.

Ширина: 2,5 мм.

Толщина: 0,028 мм.

Линейная плотность (титр): 606 денье.

Прочность на разрыв: 5,4 гр/денье.

Растяжение при разрыве: 27%.

Пример 3.

В этом примере согласно изобретению пленочные ленты состоят на 95,2% из полипропилена и на 4,8% из антифибрилляционного компонента, как в сравнительном примере 2. Экструдированная пленка нарезается в единый комплект из 170 пленочных лент. Пленочные ленты имеют толщину 0,090 мм и ширину 5,7 мм до протягивания.

Затем пленка подвергается однонаправленному растягиванию за счет помещения в нагревательный аппарат горячего воздуха длиной 6 м с температурой 155°С. Все поддерживающие валы с температурой 49°С перед нагревательным аппаратом вращаются со скоростью 82 м/мин; все валы предварительного растягивания с температурой 28°С вращаются со скоростью 204 м/мин, задавая степень предварительно

- 7 013853 го растяжения, равную 2,49, а за нагревательным аппаратом растягивающие валы вращаются со скоростью 424 м/мин, задавая степень общего растяжения, равную 5,17.

Далее пленочные ленты отжигаются на нагреваемом отжигающем вале с температурой 130°С и затем отпускаются со степенью отжига 0,95. Скорость охлаждаемых отжигающих валов, температура которых поддерживается равной 25°С, составляет 402 м/мин. Наконец, пленочные ленты перекрестно наматываются на катушки в устройстве намотки. Скорость обработки при этом составляет 402 м/мин. В данном примере происходит, в среднем, от 1 до 2 разрывов в час, что показывает, что при сохранении той же скорости обработки среднее число разрывов может быть значительно уменьшено.

Полученные пленочные ленты имеют следующие характеристики.

Ширина: 2,5 мм.

Толщина: 0,039 мм.

Линейная плотность (титр): 806 денье.

Прочность на разрыв: 5,5 гр/денье.

Растяжение при разрыве: 27%.

Пример 4.

В этом примере согласно изобретению пленочные ленты состоят на 95,2% из полипропилена и на 4,8% из антифибрилляционного компонента, как в сравнительном примере 2. Экструдированная пленка нарезается в единый комплект из 166 пленочных лент. Пленочные ленты имеют толщину 0,092 мм и ширину 5,6 мм до протягивания.

Затем пленка подвергается однонаправленному растягиванию за счет помещения в нагревательный аппарат горячего воздуха длиной 6 м с температурой 160°С. Все поддерживающие валы с температурой 50°С перед нагревательным аппаратом вращаются со скоростью 129,5 м/мин; все валы предварительного растягивания с температурой 28°С вращаются со скоростью 320 м/мин, задавая степень предварительно го растяжения, равную 2,47, а за нагревательным аппаратом растягивающие валы вращаются со скоростью 634 м/мин, задавая степень общего растяжения, равную 4,90.

Далее пленочные ленты отжигаются на нагреваемом вале с температурой 140°С и затем отпускаются со степенью отжига 0,95. Скорость охлаждаемых валов, температура которых поддерживается равной 25°С, составляет 601 м/мин. Наконец, пленочные ленты перекрестно наматываются на катушки в устройстве намотки. Скорость обработки при этом составляет 601 м/мин. В этом примере происходит, в среднем, от 4 до 6 разрывов в час, что показывает, что при сохранении того же среднего числа разрывов, скорость обработки может быть значительно увеличена.

Полученные пленочные ленты имеют следующие характеристики.

Ширина: 2,5 мм.

Толщина: 0,039 мм.

Линейная плотность (титр): 805 денье.

Прочность на разрыв: 5,3 гр/денье.

Растяжение при разрыве: 26%.

Промышленная применимость

Способ и устройство согласно изобретению могут применяться для производства на высоких скоростях пленочных лент, используемых при изготовлении плетеных мешков, больших промышленных мешков и упаковочных материалов, геотекстильных материалов, веревок и бечевок, и различных промышленных тканых материалов.

Необходимо понимать, что на основе раскрытия изобретения, приведенного выше, возможны модификации и вариации, не выходящие за пределы существа и объема охраны изобретения.

Список ссылочных обозначений

- Червячный экструдер.

- Экструзионная головка.

- Охлаждающее устройство, водяная ванна.

- Узел нарезания пленки.

- Поддерживающий узел.

- Первый набор валов, поддерживающие валы.

- Нагревательное устройство.

- Растягивающие валы.

- Узел растягивания и отжига.

- Нагреваемые отжигающие валы.

- Охлаждаемые отжигающие валы.

- Устройство намотки.

- Катушки.

107 - Нагреваемые поддерживающие валы.

108 - Узел предварительного растягивания.

109 - Охлаждаемые валы предварительного растягивания.

- Лист пленки.

Claims (11)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ изготовления ориентированных пленочных лент, состоящий в том, что экструдируют расплавленный полимер через головку экструдера;

   одновременно охлаждают и протягивают расплавленный полимер в охлаждающем устройстве для формирования листа пленки;

   разрезают исходный лист пленки на множество пленочных лент;

   осуществляют растягивание нарезанных пленочных лент при повышенной температуре путем их пропускания через нагревательную среду с температурой несколько ниже температуры размягчения лент с получением ориентированных пленочных лент;

   отжигают и охлаждают ориентированные пленочные ленты;

   осуществляют намотку нарезанных ориентированных пленочных лент;

   причем перед растягиванием лент выполняют их предварительное растягивание путем пропускания нарезанных пленочных лент через набор поддерживающих валов, вращающихся с заданной скоростью, и через набор валов предварительного растягивания, вращающихся быстрее по сравнению с поддерживающими валами, при этом по меньшей мере один из поддерживающих валов нагревают до температуры, не превышающей 85°С, а по меньшей мере один из валов предварительного растягивания охлаждают до температуры в диапазоне от 15 до 45°С.
2. 2. Способ по п.1, согласно которому по меньшей мере один из поддерживающих валов нагревают до температуры, не превышающей 70°С.
3. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, согласно которому по меньшей мере один из валов предварительного растягивания охлаждают до температуры в диапазоне от 20 до 40°С.
4. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, согласно которому ленты предварительно растягивают до степени предварительного растяжения от 20 до 80%, предпочтительно от 35 до 70% от заданной степени их общего растяжения.
5. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, согласно которому степень общего растяжения лент задают в диапазоне значений от 3 до 12, предпочтительно в диапазоне от 4 до 8.
6. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, согласно которому изготовление лент осуществляют со скоростью их перемещения, превышающей 425 м/мин.
7. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, согласно которому изготовление лент осуществляют со скоростью их перемещения, превышающей 600 м/мин.
8. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, согласно которому пленочные ленты изготавливают из полиолефина, который выбирают из группы, включающей в себя полипропилен, полиэтилен высокой плотности и линейный полиэтилен низкой плотности.
9. 9. Устройство для осуществления способа, охарактеризованного в любом из предшествующих пунктов, содержащее экструдер (1) с головкой (2), охлаждающее устройство (3), выполненное с возможностью протягивания расплавленного полимера, поступающего из экструдера (1), для формирования листа пленки, узел (4) нарезания лент из пленки, поддерживающий узел (5), нагревательное устройство (7), узел (9) растягивания и отжига нарезанных лент и устройство (12) намотки нарезанных ориентированных лент, при этом поддерживающий узел включает набор поддерживающих валов (107), причем по меньшей мере один из поддерживающих валов выполнен с возможностью работы при температуре, не превышающей 85°С, а между поддерживающим узлом (5) и нагревательным устройством (7) установлен узел (108) предварительного растягивания, состоящий из набора валов (109) предварительного растягивания, при этом по меньшей мере один из валов предварительного растягивания выполнен с возможностью работы при температуре от 15 до 45°С.
10. 10. Устройство по п.9, в котором охлаждающее устройство (3) представляет собой водяную ванну, содержащую охлаждающий вал.
11. 11. Устройство по п.9, в котором охлаждающее устройство (3) представляет собой охлаждающие валы.