EA043289B1 - CO-EXTRUDED MULTILAYER STRUCTURE AND METHOD FOR ITS PRODUCTION - Google Patents

CO-EXTRUDED MULTILAYER STRUCTURE AND METHOD FOR ITS PRODUCTION Download PDF

Info

Publication number
EA043289B1
EA043289B1 EA202190934 EA043289B1 EA 043289 B1 EA043289 B1 EA 043289B1 EA 202190934 EA202190934 EA 202190934 EA 043289 B1 EA043289 B1 EA 043289B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
polymer
extrusion
multilayer structure
tensile
polymers
Prior art date
Application number
EA202190934
Other languages
Russian (ru)
Inventor
БЕСЕЙРО Альберто КАМПОС
Original Assignee
Клонер С.Л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Клонер С.Л. filed Critical Клонер С.Л.
Publication of EA043289B1 publication Critical patent/EA043289B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области экструзии, в частности к экструзии полимерных расплавов.The present invention relates to the field of extrusion, in particular to the extrusion of polymer melts.

Настоящее изобретение относится к новой соэкструдированной многослойной структуре, а также к способу получения соэкструдированной многослойной структуры.The present invention relates to a new coextruded multilayer structure, as well as to a method for producing a coextruded multilayer structure.

Настоящее изобретение также относится к соэкструдированной многослойной структуре для применения в качестве покрытия. Это покрытие может представлять собой внешний слой подгузника или покрытие гибкой упаковки.The present invention also relates to a co-extruded multilayer structure for use as a coating. This cover may be the outer layer of the diaper or the cover of the flexible package.

Уровень техникиState of the art

Процессы экструзии полимеров, такие как плоскощелевая экструзия пленок, нанесение покрытия методом экструзии, получение пленок экструзией с раздувкой, экструзия профилей или прядение филаментных нитей подвержены серьезным ограничениям либо по скорости и утоньшению толщины пленки, либо по диаметру волокон из-за нестабильностей процесса, связанных со скоростью экструзии и вытяжкой.Polymer extrusion processes such as flat slot film extrusion, extrusion coating, blown film, profile extrusion, or filament spinning are subject to severe limitations in either speed and film thickness thinning or fiber diameter due to process instabilities associated with extrusion speed and draw.

Ограничения по скорости экструзии связаны с нестабильностями сдвигового потока. Предельное напряжение сдвига приводит к хорошо известным недостаткам: акулья шкура расплава или прилипание щеки и, наконец, разрушение расплава. В условиях сдвигового потока ограничение по скорости экструзии вызвано напряжением сдвига на зазоре головки; помимо самой реологии полимера, наличия смазок и условий процесса, напряжение сдвига сильно зависит от площади поперечного сечения зазора головки и скорости расплава на выходе из головки или капилляре фильеры.Extrusion rate limitations are due to shear flow instabilities. Ultimate shear stress leads to well-known disadvantages: melt shark skin or cheek sticking and finally melt failure. Under shear flow conditions, extrusion rate limitation is caused by the shear stress on the die gap; in addition to the rheology of the polymer itself, the presence of lubricants and process conditions, the shear stress is highly dependent on the cross-sectional area of the die gap and the melt velocity at the outlet of the die or die capillary.

Ограничения по вытяжке связаны с нестабильностями потока растяжения. Эти нестабильности являются хорошо известными недостатками: резонанс при вытяжке из расплава и полное разрушение расплава. Свойства потока растяжения полимерного расплава зависят от его вязкости при растяжении.Draw restrictions are due to stretch flow instabilities. These instabilities are well-known disadvantages: melt-drawn resonance and complete collapse of the melt. The stretch flow properties of a polymer melt depend on its stretching viscosity.

Степень вытяжки можно определить как безразмерное отношение площади поперечного сечения зазора экструзионной головки к конечной площади поперечного сечения пленки, деленное на скорость выдува в случае пленки, полученной экструзией с раздувкой, или отношение площади поперечного сечения капилляра фильеры к конечному поперечному сечению филаментной нити в случае прядения филаментных нитей. Степень вытяжки также можно определить как отношение скорости в конечном положении съема к скорости на выходе из головки.The stretch ratio can be defined as the dimensionless ratio of the cross-sectional area of the die gap to the final cross-sectional area of the film divided by the blowing speed in the case of blown film, or the ratio of the cross-sectional area of the spinneret capillary to the final cross-sectional area of the filament yarn in the case of filament spinning. threads. The stretch ratio can also be defined as the ratio of the speed at the final removal position to the speed at the exit of the die.

В случае потока растяжения свойства полимерных расплавов резко отличаются от свойств при сдвиговом потоке из-за природы напряжений, связанных с взаимодействием молекулярных цепей при деформации.In the case of tensile flow, the properties of polymer melts differ sharply from those in shear flow due to the nature of the stresses associated with the interaction of molecular chains during deformation.

Экструзия полимерных расплавов в основном определяется свойствами их потока растяжения, а не свойствами их сдвигового потока, поэтому нестабильности расплава при экструзии в основном связаны с свойствами расплава при растяжении.The extrusion of polymer melts is primarily determined by their tensile flow properties rather than their shear flow properties, so melt instabilities during extrusion are mainly related to the tensile properties of the melt.

Свойства потока растяжения полимерного расплава зависят от его вязкости при растяжении, а вязкость при растяжении λ (также известная как вязкость растяжения, вязкость при напряжении, натяжении или вытягивании) определяется отношением напряжения растяжения к скорости растяжения λ=σ/(dε/dt), где σ - напряжение растяжения, а ε - деформация растяжения или степень вытяжки, определяемая как отношение увеличения длины к начальной длинеThe tensile flow properties of a polymer melt depend on its tensile viscosity, and the tensile viscosity λ (also known as the tensile viscosity, tensile, tensile, or tensile viscosity) is determined by the ratio of the tensile stress to the tensile rate λ=σ/(dε/dt), where σ is the tensile stress and ε is the tensile strain or draw ratio, defined as the ratio of length increase to initial length

Δε=Δl/l0, причем для мгновенной деформации dε=dl/lΔε=Δl/l 0 , and for instantaneous deformation dε=dl/l

В стационарных состояниях потока ε постоянна.In stationary states of the flow, ε is constant.

Из-за экспериментальных и физических ограничений трудно достичь стационарных условий при измерениях вязкости растяжения; вместо этого обычно имеется график данных переходных процессов, демонстрирующий изменение вязкости растяжения во времени для различных скоростей деформации.Due to experimental and physical limitations, it is difficult to achieve steady-state conditions in tensile viscosity measurements; instead, there is usually a transient data plot showing the change in stretch viscosity over time for various strain rates.

В данной области техники доступны промышленные реометры растяжения, основанные либо на постоянной, либо на переменной скорости расплавленного полимера. Также очень распространены приспособления для измерения растяжения с использованием сдвиговых реометров. См., например, Polymer Melt Rheology and the Rheotens Test автора Anka Bernnat, Institut fur Kunststofftechnologie, Universit at Stuttgart, 2001. Реолого-тензометрический эксперимент представляет собой эксперимент по квазиизотермическому прядению волокон. Полимерный расплав, предварительно разрезанный в капиллярной фильере, вытягивают под действием постоянной силы вытяжки до разрыва филаментной нити. Результатом эксперимента является диаграмма растяжения, которая описывает свойства полимерного расплава при удлинении и, следовательно, является актуальной для многих процессов в полимерах, таких как литье с раздувом, получение пленки экструзией с раздувкой и прядение волокна. Также может быть рассчитано разрывное напряжение полимерного расплава, что важно для данных промышленных применений. В целом, прочность расплава и способность к вытяжке зависят от свойств материала расплава и от условийIndustrial tensile rheometers are available in the art based on either a constant or variable velocity of the molten polymer. Stretch measuring devices using shear rheometers are also very common. See, for example, Polymer Melt Rheology and the Rheotens Test by Anka Bernnat, Institut fur Kunststofftechnologie, Universit at Stuttgart, 2001. The rheological strain gauge experiment is a quasi-isothermal fiber spinning experiment. The polymer melt, previously cut in a capillary spinneret, is drawn out under the action of a constant drawing force until the filament yarn breaks. The result of the experiment is a stretch diagram that describes the elongation properties of a polymer melt and is therefore relevant to many processes in polymers such as blow molding, film blowing, and fiber spinning. The breaking stress of the polymer melt can also be calculated, which is important for these industrial applications. In general, melt strength and drawability depend on the properties of the melt material and on the conditions

- 1 043289 обработки эксперимента. Наличие реолого-тензометрических обобщенных кривых позволяет отделить свойства полимерного расплава от условий обработки и, таким образом, упрощает описание свойств при удлинении в случае деформации с постоянной силой. Реолого-тензометрическая обобщенная кривая отражает структурные различия полимерных расплавов.- 1 043289 processing of the experiment. The presence of rheological-tensometric generalized curves makes it possible to separate the properties of the polymer melt from the processing conditions and, thus, simplifies the description of the elongation properties in the case of deformation with a constant force. The generalized rheological-tensometric curve reflects structural differences in polymer melts.

В качестве примера определения вязкости полимера при растяжении см. статью Determination of elongational viscosity of polymer melts by RME and Rheotens experiments автора Manfred H. Wagner, Rheol. Acta (2002), 41:316-325, DOI: 10.1007/s00397-002-0228-0, приложенную к настоящей заявке.For an example of polymer tensile viscosity determination, see Determination of elongational viscosity of polymer melts by RME and Rheotens experiments by Manfred H. Wagner, Rheol. Acta (2002), 41:316-325, DOI: 10.1007/s00397-002-0228-0 attached to this application.

Можно наблюдать три типа свойств чистого потока удлинения.Three types of pure elongation flow properties can be observed.

1. Вязкость при растяжении не зависит от растягивающего напряжения при удлинении, эти материалы называются трутоновскими материалами, и вязкость часто называют трутоновской вязкостью.1. The tensile viscosity is independent of the tensile stress at elongation, these materials are called Trutonian materials, and the viscosity is often referred to as the Trutonian viscosity.

2. Вязкость при растяжении непрерывно увеличивается с увеличением растягивающего напряжения. Такое свойство известно как повышение жесткости при натяжении, загущение при деформации, загущение при растяжении или загущение при удлинении. Это является аналогом дилатантности в сдвиговом потоке.2. Tensile viscosity increases continuously with increasing tensile stress. This property is known as tension stiffening, deformation thickening, tensile thickening, or elongation thickening. This is analogous to dilatancy in shear flow.

3. Вязкость при растяжении достигает максимального значения, а затем уменьшается с увеличением напряжения при растяжении. Такое свойство известно как разжижение при натяжении, разжижение при деформации, разжижение при растяжении или разжижение при удлинении. Это является аналогом псевдопластичности или разжижения при сдвиге.3. Tensile viscosity reaches a maximum value and then decreases with increasing tensile stress. This property is known as tensile thinning, strain thinning, tensile thinning, or elongation thinning. This is analogous to pseudoplasticity or shear thinning.

Трутоновские материалы, т.е. вязкость при растяжении в целом не зависит от скорости потока. Они включают полиметилметакрилат (РММА), полистирол (PS), полиэтилентерефталат (PETE), поликарбонат (PC) и полисульфон (PES), а также все ньютоновские жидкости.Trutonian materials, i.e. tensile viscosity is generally independent of flow rate. These include polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PETE), polycarbonate (PC) and polysulfone (PES), as well as all Newtonian fluids.

Загущение при растяжении наблюдалось для по существу длинных разветвленных полимерных структур, таких как полиэтилен низкой плотности (LDPE), полипропилен с высокой прочностью расплава (HMSPP), этиленвинилацетат (EVA).Tensile thickening has been observed for substantially long branched polymer structures such as low density polyethylene (LDPE), high melt strength polypropylene (HMSPP), ethylene vinyl acetate (EVA).

Линейные или по существу короткие разветвленные полимеры, такие как полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полипропилен (РР), проявляют разжижение при растяжении при воздействии на них потока растяжения.Linear or substantially short branched polymers such as high density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP) exhibit tensile thinning when subjected to a stretch flow.

Таким образом, в зависимости от свойств вязкости при растяжении полимерных расплавов, вышеупомянутыми недостатками неустойчивости в случае потока растяжения являютсяThus, depending on the tensile viscosity properties of polymer melts, the aforementioned disadvantages of instability in the case of tensile flow are

1) резонанс при вытяжке из расплава;1) resonance during drawing from the melt;

2) полное разрушение расплава.2) complete destruction of the melt.

Резонанс при вытяжке из расплава.Resonance during drawing from the melt.

Это явление было впервые описано Кристенсеном (1962) при обсуждении покрытия методом экструзии с помощью полипропилена как колебания или резонанса при вытяжке; затем среди множества других работ в патенте US 4339507 Курта и др. и в US4486377 Лучесси и др. Резонанс при вытяжке описывается как устойчивое случайное или периодическое колебание, изменение или пульсация полимерного расплава по отношению к скорости и площади поперечного сечения процесса вытяжки из расплава, который происходит между головкой и положением съема, когда граничными условиями являются фиксированная скорость на выходе из головки и фиксированная скорость в положении съема. Резонанс при вытяжке имеет место для разжижающихся при растяжении полимерных расплавов, когда степень вытяжки превышает предельное значение скорости съема для конкретного полимера. Резонанс при вытяжке представляет собой нестабильность потока расплава в условиях потока растяжения, которая проявляется в виде неоднородностей конечных размеров пленки или волокна. Дальнейшая вытяжка выше критической скорости вызывает разрушение расплава.This phenomenon was first described by Christensen (1962) when discussing extrusion coating with polypropylene as draw oscillation or resonance; then, among many other works, in U.S. Pat. No. 4,339,507 to Kurt et al. and in U.S. Pat. occurs between the head and the doffing position when the boundary conditions are a fixed speed at the exit of the head and a fixed speed at the doffing position. Draw resonance occurs for stretchable polymer melts when the draw ratio exceeds the limit value of the removal rate for the particular polymer. Draw resonance is the instability of the melt flow under stretch flow conditions, which manifests itself as inhomogeneities in the final dimensions of the film or fiber. Further drawing above the critical speed causes the destruction of the melt.

Разжижающиеся при растяжении полимеры демонстрируют резонанс при вытяжке при их предельной степени вытяжки.Stretch thinning polymers exhibit draw resonance at their ultimate draw ratio.

Полимеры, являющиеся по существу линейными или разветвленными с короткой цепью, обладают свойством разжижения при растяжении. Некоторыми распространенными примерами являются линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, гомо- и сополимеры полипропилена, термопластичные полиуретаны, полиэфир-эфирные сополимеры, линейные полиамиды, полиамидэфирные сополимеры или полимеры на основе полимолочной кислоты.Polymers that are substantially linear or short chain branched have the property of stretch thinning. Some common examples are linear low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene homo- and copolymers, thermoplastic polyurethanes, polyester-ether copolymers, linear polyamides, polyamide ester copolymers, or polylactic acid-based polymers.

Предельные степени вытяжки для распространенных промышленных полимеров, разжижающихся при растяжении, составляют от 20 до 40.Limiting stretch ratios for common commercial stretch thinning polymers range from 20 to 40.

Полное разрушение расплава.Complete destruction of the melt.

В условиях потока растяжения загустевающие при растяжении и трутоновские полимерные расплавы демонстрируют внезапное полное разрушение расплава при своей предельной степени вытяжки. Полное разрушение расплава происходит при определенной предельной степени вытяжки для каждого полимера и сильно зависит от локального напряжения, распределения дефектов, размера трещин и роста трещин. В расплавленных полимерах с сильным переплетением сила притяжения отдельной молекулы к ее соседям очень велика из-за огромной длины молекул. Кроме того, при деформации полимерные молекулы ориентируются и часто вытягиваются в зависимости от поля деформации. Эта наведенная анизотропия приводит к большим разностям нормальных напряжений, а также к неоднородностям материала,Under tensile flow conditions, tensile-thickening and Trutonian polymer melts exhibit sudden complete melt failure at their ultimate draw ratio. Complete melt failure occurs at a specific stretch limit for each polymer and is highly dependent on local stress, defect distribution, crack size, and crack growth. In highly entangled molten polymers, the force of attraction between a single molecule and its neighbors is very strong due to the enormous length of the molecules. In addition, during deformation, polymer molecules are oriented and often stretched depending on the deformation field. This induced anisotropy leads to large normal stress differences as well as material inhomogeneities,

- 2 043289 зависящим от этих разностей напряжений.- 2 043289 depending on these voltage differences.

Полимеры, имеющие структуру по существу длинных разветвленных цепей, как правило, обладают свойством загущения при растяжении. Примерами могут быть полиэтилен низкой плотности и его сополимеры, такие как этиленвинилацетат или акрилат, или полистирол; полиолефиновые эластомеры и пластомеры; полипропилен с высокой прочностью расплава; линейный полиэтилен низкой плотности, частично сшитый пероксидами; иономеры; сополимеры акриловой или метакриловой кислоты; или разветвленные полиэфиры с удлиненной цепью, полимеры полимолочной кислоты и полиамиды.Polymers having a structure of essentially long branched chains, as a rule, have the property of thickening when stretched. Examples are low density polyethylene and its copolymers such as ethylene vinyl acetate or acrylate, or polystyrene; polyolefin elastomers and plastomers; polypropylene with high melt strength; linear low density polyethylene, partially crosslinked with peroxides; ionomers; copolymers of acrylic or methacrylic acid; or extended chain branched polyesters, polylactic acid polymers and polyamides.

Полимеры, обладающие свойством загущения при растяжении в условиях потока растяжения, обычно имеют предельную степень вытяжки от 30 до 80.Polymers exhibiting tensile-thickening properties under tensile flow conditions typically have a limiting draw ratio of 30 to 80.

Роль дефектов или неоднородностей материала в качестве центров зародышеобразования для полостей и трещин важна для механики разрушения. Чен (Chen) и др. в Shear fracture of polystyrene melts and solutions, Rheol. Acta, 1994, исследовали возможную роль центров зародышеобразования в разрыве расплава, поддерживая гипотезу, что рост полости необходим для разрыва. Они также наблюдали, что добавление растворителя снижает предельное напряжение разрушения. Они пришли к выводу, что размер дефектов является неотъемлемым свойством полимерного расплава или раствора при данной температуре. Внутренний размер дефекта также был отмечен Кинлоком и Янгом (Kinlock, Young) в Fracture behaviour of polymers, New York, Elsevier, 1983, для объяснения разрушения каучуков и стеклообразных полимеров.The role of material defects or inhomogeneities as nucleation centers for cavities and cracks is important for fracture mechanics. Chen et al. in Shear fracture of polystyrene melts and solutions, Rheol. Acta, 1994, investigated the possible role of nucleation sites in melt fracture, supporting the hypothesis that cavity growth is necessary for fracture. They also observed that the addition of a solvent lowered the ultimate fracture stress. They concluded that defect size is an inherent property of a polymer melt or solution at a given temperature. The internal size of the defect was also noted by Kinlock and Young (Kinlock, Young) in Fracture behavior of polymers, New York, Elsevier, 1983, to explain the failure of rubbers and glassy polymers.

В US 5688457 объясняется эффект нитрида бора при экструзии фторполимеров и полиолефинов. Частицы нитрида бора обеспечивают множество центров зародышеобразования для множества очень маленьких трещин, уменьшая таким образом напряжения, которые вызывают масштабный разрыв до достижения предельного значения.US 5,688,457 explains the effect of boron nitride in the extrusion of fluoropolymers and polyolefins. The boron nitride particles provide many nucleation sites for many very small cracks, thus reducing the stresses that cause a large scale fracture to a limiting value.

Общим выводом является, что полное разрушение расплава происходит при определенной предельной степени вытяжки для каждого полимера и сильно зависит от локального напряжения, распределения дефектов, размера трещин и роста трещин.The general conclusion is that complete melt failure occurs at a specific stretch limit for each polymer and is highly dependent on local stress, defect distribution, crack size, and crack growth.

Наиболее точное исследование для предсказания свойств полимерных расплавов при растяжении было разработано компанией Dow Chemical только для полимеров этилена с помощью DRI (реологического индекса Дау), представленного в докладах Antec в 1993 г. DRI не зависит от вязкости при сдвиге и должен быть рассчитан для каждого конкретного полимера методом нелинейной регрессии экспериментальных данных с использованием общего уравненияThe most accurate study for predicting the tensile properties of polymer melts was developed by Dow Chemical for ethylene polymers only using DRI (Dow Rheological Index) presented in Antec reports in 1993. DRI is independent of shear viscosity and must be calculated for each specific polymer by non-linear regression of experimental data using the general equation

DRI = (3,65 * 106 * - 1)/10DRI = (3.65 * 10 6 * - 1) / 10

По где το - характерное время релаксации, η0 - вязкость при нулевом сдвиге.Where το is the characteristic relaxation time, η 0 is the viscosity at zero shear.

Индекс находится в диапазоне от 0 (полимеры без длинноцепного разветвления) до 30.The index ranges from 0 (polymers without long chain branching) to 30.

Несмотря на все эти исследования свойства полимерного расплава при растяжении не могут быть предсказаны для конкретного полимера и по-прежнему должны быть измерены с помощью вискозиметра удлинения (RME rheometrics) или с помощью реолого-тензометрической системы Gottfert, которая является распространенной установкой, доступной в данной области техники для квалифицированного специалиста в области экструзии.Despite all these studies, the tensile properties of a polymer melt cannot be predicted for a particular polymer and must still be measured with an elongation viscometer (RME rheometrics) or with a Gottfert rheological strain gauge system, which is a common setup available in the field. equipment for a qualified specialist in the field of extrusion.

Нестабильность вытяжки также влияет на производительность в процессах нанесения покрытия методом экструзии, в которых подложка обеспечивает требуемые механические эксплуатационные свойства изделия, в данном случае требуются высокая скорость и небольшой вес покрытия. Чрезвычайно узкие зазоры головки, необходимые для получения целевого небольшого веса покрытия, существенно увеличивают напряжение сдвига в полимере, что требует работы экструзионной линии на низкой скорости, если она не может работать при более высоких степенях вытяжки.Draw instability also affects performance in extrusion coating processes where the substrate provides the desired mechanical performance of the product, in this case high speed and low coating weight are required. The extremely narrow die gaps required to achieve the desired low coating weight significantly increase the shear stress in the polymer, requiring the extrusion line to operate at low speed if it cannot operate at higher draw ratios.

Были также раскрыты значительные разработки в процессе, оборудовании или композициях расплава с целью улучшения предельных резонансных степеней вытяжки для линейных полимеров, также с помощью механических устройств на экструзионном оборудовании; см., например, US 4668463, US 4608221 или US 4626574; перегрева или быстрого охлаждения расплава в US 4859379 и US 4486377; инкапсулирования линейного полиэтилена низкой плотности по краю полиэтиленом низкой плотности в US 4348346 или инкапсулирования по всей ширине в Tension in multilayer film casting of polymer melts, Baigui B., 1998; разложения полимера в US 3247290 и US 4378451; смесей расплава линейного полиэтилена низкой плотности с полиэтиленом низкой плотности, US 4339507, US 5582923, US 4780264, US 5773155, US 5674342, US 4339507, US 5395471, US 7846551 US 33836694А и US 5863665.Significant developments in process, equipment, or melt compositions have also been disclosed to improve limiting resonant draw ratios for linear polymers, also by mechanical means on extrusion equipment; see, for example, US 4668463, US 4608221 or US 4626574; overheating or rapid cooling of the melt in US 4859379 and US 4486377; encapsulation of linear low density polyethylene along the edge with low density polyethylene in US 4348346 or encapsulation across the entire width in Tension in multilayer film casting of polymer melts, Baigui B., 1998; polymer degradation in US 3247290 and US 4378451; melt blends of linear low density polyethylene with low density polyethylene, US 4339507, US 5582923, US 4780264, US 5773155, US 5674342, US 4339507, US 5395471, US 7846551 US 33836694A and US 5863665.

J.Z Liang в Melt elongation strength and drawability of LDPE/LLDPE blends, Institute of plastics machinery and plastics engineering, Beijing University of chemical technology, раскрывает улучшения способности к вытяжке расплавов для 60% содержания LDPE в расплавленных смесях LLDPE и LDPE.J.Z Liang in Melt elongation strength and drawability of LDPE/LLDPE blends, Institute of plastics machinery and plastics engineering, Beijing University of chemical technology, discloses improvements in melt drawability for 60% LDPE content in LLDPE and LDPE melt blends.

Joo Sung Lee в Stabilization of film casting by an encapsulation method, Department of Chemical and Biological Engineering, Applied rheology center, Korea University, февраль 2003, раскрывает некоторые улучшения вытяжки и сужения за счет инкапсулирования краев расплава HDPE с помощью LDPE в установке нанесения покрытия методом экструзии.Joo Sung Lee in Stabilization of film casting by an encapsulation method, Department of Chemical and Biological Engineering, Applied rheology center, Korea University, February 2003, reveals some of the improvement in drawdown and constriction by encapsulating HDPE melt edges with LDPE in an encapsulation method extrusion.

-3 043289-3 043289

Хотя в предшествующем уровне техники раскрыто улучшение предельных степеней вытяжки по сравнению с предельной степенью вытяжки отдельного свойства компонентов, все еще существует необходимость создания практического способа, который может существенно улучшить предельную степень вытяжки в многослойных структурах по сравнению с предельной степенью вытяжки отдельного свойства полимеров, образующих слои экструдированного многослойного материала, причем этот способ должен быть пригодным для многих полимеров простым, безопасным и воспроизводимым образом.Although the prior art has disclosed an improvement in drawdown ratios over individual property drawdown ratios of the components, there is still a need for a practical method that can substantially improve the drawdown ratio in multilayer structures over the individual property drawdown ratio of the polymers forming the layers. extruded multilayer material, and this method should be suitable for many polymers in a simple, safe and reproducible manner.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Настоящее изобретение было создано с учетом предшествующего уровня техники, описанного выше, и задача настоящего изобретения заключается в создании соэкструдированной многослойной структуры, обладающей улучшенной предельной степенью вытяжки по сравнению с предельной степенью вытяжки каждого из полимеров слоя, присутствующих в многослойном материале и экструдированных отдельно. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает соэкструдированную многослойную структуру, которая в условиях потока растяжения способна к большему удлинению или растяжению без возникновения нестабильностей потока удлинения.The present invention has been made in view of the prior art described above, and the object of the present invention is to provide a co-extruded multilayer structure having an improved stretch limit compared to the stretch limit of each of the layer polymers present in the laminate and extruded separately. Thus, the present invention provides a co-extruded multilayer structure that, under conditions of stretch flow, is capable of greater elongation or stretching without causing elongation flow instabilities.

Для решения указанной задачи, поставленной изобретением, в первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает соэкструдированную многослойную структуру, содержащую первый композитный слой, расположенный над вторым композитным слоем, и дополнительно содержащую промежуточный слой, расположенный между первым и вторым композитными слоями, причем первый композитный слой содержит первый полимер, второй композитный слой содержит второй полимер, а промежуточный слой химически или физически взаимодействует с первым полимером и вторым полимером, склеивая оба слоя либо в расплавленном состоянии, либо после затвердевания полимеров, при этом первый полимер и второй полимер отличаются друг от друга, по меньшей мере, своей вязкостью при растяжении, один полимер сохраняет или увеличивает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, а другой полимер уменьшает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, причем промежуточный слой может быть получен способом соэкструзии, использующим одну общую головку, при этом способ включает следующие этапы:To solve the above problem posed by the invention, in the first aspect, the present invention provides a co-extruded multilayer structure containing a first composite layer located above the second composite layer, and additionally containing an intermediate layer located between the first and second composite layers, and the first composite layer contains the first polymer , the second composite layer contains the second polymer, and the intermediate layer chemically or physically interacts with the first polymer and the second polymer, gluing both layers either in the molten state or after the polymers have solidified, while the first polymer and the second polymer differ from each other by at least , its tensile viscosity, one polymer maintains or increases its tensile viscosity at its ultimate tensile stress draw ratio, and the other polymer decreases its tensile viscosity at its ultimate tensile stress draw ratio, and the intermediate layer can be obtained by the method co-extrusion using one common head, the method includes the following steps:

подача первого и второго композитных слоев к одной общей головке под действием температуры для одновременной соэкструзии расплавленных слоев, причем промежуточный слой образуют в результате химического взаимодействия между первым и вторым полимерами или, опционально, промежуточный слой образуют в результате физического взаимодействия между первым и вторым полимерами, если одновременно подают третий адгезионный слой между первым и вторым композитными слоями к одной общей головке;supply of the first and second composite layers to one common die under the influence of temperature for simultaneous co-extrusion of the molten layers, and the intermediate layer is formed as a result of chemical interaction between the first and second polymers or, optionally, the intermediate layer is formed as a result of physical interaction between the first and second polymers, if simultaneously serves the third adhesive layer between the first and second composite layers to one common head;

после выхода соэкструдированных слоев из головки вытягивание расплавленных соэкструдированных слоев под действием растягивающего напряжения, в результате чего полученная соэкструдированная многослойная структура имеет степень вытяжки, большую предельной степени вытяжки каждого из первого и второго полимеров, экструдированных по отдельности, с уменьшением таким образом площади поперечного сечения соэкструдированной многослойной структуры до меньшего значения;after the exit of the co-extruded layers from the die, stretching the molten co-extruded layers under tensile stress, whereby the resulting co-extruded multilayer structure has a draw ratio greater than the limiting stretch ratio of each of the first and second polymers extruded separately, thus reducing the cross-sectional area of the co-extruded multilayer structures to a lower value;

охлаждение соэкструдированной многослойной структуры до комнатной температуры; и опционально выполняют этапы вытягивания и охлаждения, изолируя соэкструдированную многослойную структуру от окружающего воздуха.cooling the co-extruded multilayer structure to room temperature; and optionally performing stretching and cooling steps, isolating the co-extruded laminate from ambient air.

Согласно настоящему изобретению соэкструдированная многослойная структура может иметь плоскую, трубчатую или профилированную форму в зависимости от того, используется ли плоская головка, трубчатая головка или выбранная профилированная головка в качестве одной общей головки в обычной методике экструзии.According to the present invention, the co-extruded laminate structure may be flat, tubular, or shaped, depending on whether a flat die, a tubular die, or a selected shaped die is used as one common die in a conventional extrusion technique.

Т.е. авторы настоящего изобретения обнаружили, что выбор первого и второго полимеров с различными свойствами вязкости при растяжении при условии, что при их отдельных предельных степенях вытяжки один полимер уменьшает свою вязкость при растяжении, а другой полимер увеличивает свою вязкость при растяжении, приводит к расплавленной соэкструдированной многослойной структуре с большей величиной растяжения/удлинения под действием растягивающего напряжения.Those. the inventors of the present invention have found that selecting first and second polymers with different tensile viscosity properties, provided that at their separate limiting draw ratios, one polymer decreases its tensile viscosity and the other polymer increases its tensile viscosity, results in a molten co-extruded multilayer structure with a greater amount of stretch/elongation under tensile stress.

В одном варианте реализации первый и/или второй полимеры могут независимо представлять собой смесь полимера.In one embodiment, the first and/or second polymers may independently be a mixture of a polymer.

Согласно настоящему изобретению смесь первого и/или второго полимеров имеет те же свойства, что и первый и/или второй полимеры соответственно.According to the present invention, the mixture of the first and/or second polymers has the same properties as the first and/or second polymers, respectively.

Следовательно, в объем настоящего изобретения входит замена первого полимера на первую смесь полимера и/или замена второго полимера на вторую смесь полимера при условии, что смесь полимера имеет свойства соответствующего замененного первого и/или второго полимеров.Therefore, it is within the scope of the present invention to replace the first polymer with a first polymer blend and/or replace the second polymer with a second polymer blend, provided that the polymer blend has the properties of the corresponding replaced first and/or second polymer.

В предпочтительном варианте реализации полученная соэкструдированная многослойная структура имеет предельную степень вытяжки, на 10, 20, 50, 90, 100 150, 200, 250, 275 или 300% большую предель- 4 043289 ной степени вытяжки каждого из первого и второго полимера, экструдированных по отдельности.In a preferred embodiment, the resulting co-extruded multilayer structure has an ultimate stretch ratio that is 10%, 20%, 50%, 90%, 100%, 150%, 200%, 250%, 275%, or 300% greater than the ultimate drawdown ratio of each of the first and second polymers extruded along the separately.

Тот факт, что полученная соэкструдированная многослойная структура имеет улучшенную предельную степень вытяжки, основан на различных свойствах выбранных слоев, присутствующих в соэкструдированной многослойной структуре, образованной таким образом. При этих свойствах разжижающийся при растяжении слой поддерживается загустевающим при растяжении слоем при его резонансной предельной степени вытяжки за счет прочности его расплава, а загустевающий при растяжении слой поддерживается разжижающимся при растяжении слоем при его предельной степени вытяжки из-за того, что небольшие трещины, образующиеся в начале разрыва расплава, не растут из-за поддержки разжижающегося при растяжении слоя, что приводит к ослаблению напряжений загустевающего при растяжении слоя вместо того, чтобы вызывать распространение разрыва по слою и полное разрушение этого расплава. Как следствие, предельная вытяжка для полного разрушения расплава существенно улучшается за счет наличия разжижающегося при растяжении слоя в наборе выбранных свойств слоев.The fact that the resulting coextruded multilayer structure has an improved limiting stretch ratio is based on the various properties of the selected layers present in the coextruded multilayer structure thus formed. With these properties, the tensile-thinning layer is supported by the tensile-thinning layer at its resonant drawdown ratio due to the strength of its melt, and the tensile-thickening layer is supported by the tensile-thinning layer at its drawdown ratio due to the fact that small cracks formed in at the beginning of the melt fracture, do not grow due to the support of the tensile-thinning layer, which leads to the weakening of the stresses of the tensile-thickening layer instead of causing the fracture to propagate through the layer and completely destroy this melt. As a consequence, the limiting stretching for the complete destruction of the melt is significantly improved due to the presence of an tensile thinning layer in the set of selected layer properties.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к соэкструдированной многослойной структуре, обеспечивающей преимущество, заключающееся в меньшей толщине или меньших диаметрах, а также меньшем весе, что делает соэкструдированную многослойную структуру пригодной в качестве более тонкого покрытия и, следовательно, с меньшим весом.In a first aspect, the present invention relates to a co-extruded laminate having the advantage of thinner thickness or smaller diameters as well as lighter weight, making the co-extruded laminate suitable for thinner coating and therefore lighter weight.

Полимеры, уменьшающие свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, представляют собой полимеры, структура которых является по существу линейной или содержит короткие разветвленные цепи, так что при воздействии на них растягивающего напряжения их молекулярные цепи становятся в общем ориентированными в направлении сдвига, после чего молекулярные цепи распутываются до определенной степени, что снижает их сопротивление потоку.Polymers that reduce their tensile viscosity at their ultimate draw ratio under tensile stress are polymers whose structure is substantially linear or contains short branched chains such that when subjected to tensile stress their molecular chains become generally oriented in the direction shear, after which the molecular chains are unraveled to a certain extent, which reduces their resistance to flow.

Полимеры со свойствами разжижения при растяжении могут быть выбраны без ограничения этим списком из линейного полиэтилена низкой плотности; полиэтилен- и полибутилентерефталата; полиэфир-эфирных блок-сополимеров; полиэфирамидных блок-сополимеров; термопластичных полиуретанов; гомо- и сополимеров полипропилена; полиэтилена высокой плотности; линейных полиамидов полиэтилена средней плотности; полимеров полимолочной кислоты, и их сополимеров или смесей и их смесей с минеральными наполнителями.Polymers with tensile thinning properties can be selected, without being limited to this list, from linear low density polyethylene; polyethylene and polybutylene terephthalate; polyester-ether block copolymers; polyesteramide block copolymers; thermoplastic polyurethanes; homo- and copolymers of polypropylene; high density polyethylene; linear polyamides of medium density polyethylene; polymers of polylactic acid, and their copolymers or mixtures and mixtures thereof with mineral fillers.

Полимеры, увеличивающие свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, представляют собой полимеры, структура которых является по существу длинной разветвленной цепью, так что при воздействии на них растягивающего напряжения их молекулярные цепи запутываются, что, так образом, предотвращает относительное движение между молекулярными цепями, что увеличивает их сопротивление потоку.Polymers that increase their tensile viscosity at their ultimate draw ratio under tensile stress are polymers whose structure is essentially a long branched chain, so that when subjected to tensile stress, their molecular chains become entangled, thus preventing relative movement between molecular chains, which increases their resistance to flow.

Расплавы трутоновских полимеров демонстрируют резкое полное разрушение расплава при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, поэтому в настоящем изобретении в качестве загустевающего при растяжении полимера может быть использован трутоновский полимер.Melts of Truton polymers show a sudden melt break at their ultimate drawdown under tensile stress, so a Truton polymer can be used as the stretchable polymer in the present invention.

Полимеры со свойствами загущения при растяжении или трутоновские полимеры могут быть выбраны без ограничения этим списком из полиэтилена низкой плотности; сополимеров этиленвинилацетата и акрилата; полистирола; полиолефиновых пластомеров и эластомеров; полипропилена с высокой прочностью расплава; сшитого полипропилена с пероксидным или цинковым катализатором (например, dymalink 9200 от Cray Valley); частично сшитого линейного полиэтилена низкой плотности и его сополимеров; сополимера полиолефиновой кислоты; иономеров; разветвленных полиамидов, полимеров полимолочной кислоты и полиэфиров с удлинителями цепи; и их сополимеров или смесей и их смесей с минеральными наполнителями.Polymers with tensile-thickening properties or Trutonian polymers can be selected, without being limited to this list, from low density polyethylene; copolymers of ethylene vinyl acetate and acrylate; polystyrene; polyolefin plastomers and elastomers; polypropylene with high melt strength; cross-linked polypropylene with a peroxide or zinc catalyst (for example, dymalink 9200 from Cray Valley); partially crosslinked linear low density polyethylene and its copolymers; a polyolefinic acid copolymer; ionomers; branched polyamides, polylactic acid polymers and polyesters with chain extenders; and their copolymers or mixtures and their mixtures with mineral fillers.

Предпочтительно первый полимер и/или второй полимер выбраны так, что они имеют скорость пропускания водяного пара, равную или большую 1 г мм/м2 день.Preferably the first polymer and/or the second polymer are selected to have a water vapor transmission rate equal to or greater than 1 g mm/m 2 day.

В одном варианте реализации соэкструдированная многослойная структура представляет собой пленку с толщиной не более 1 мкм.In one embodiment, the co-extruded multilayer structure is a film with a thickness of not more than 1 micron.

В другом варианте реализации соэкструдированная многослойная структура представляет собой филаментную нить с диаметром не более 1 мкм.In another embodiment, the co-extruded multilayer structure is a filament thread with a diameter of not more than 1 micron.

В варианте реализации соэкструдированная многослойная структура имеет скорость пропускания водяного пара в диапазоне от 1000 до 20000 г/м2 день.In an embodiment, the coextruded multilayer structure has a water vapor transmission rate in the range of 1000 to 20000 g/m 2 day.

Соэкструдированная многослойная структура, получаемая способом, описанным в настоящей заявке, позволяет получать с высокой скоростью пленки, филаментные нити или нетканые материалы, полученные прядением из расплава, с низким весом с использованием обычного экструзионного оборудования.The co-extruded multilayer structure obtained by the method described in this application makes it possible to obtain films, filaments or melt-spun nonwovens with low weight at high speed using conventional extrusion equipment.

Соэкструзионный способ, описанный в настоящей заявке, может быть выбран из любого одного из следующих: плоскощелевая экструзия, экструзия с выдуванием пленки, нанесение покрытия методом экструзии, ламинирование методом экструзии, экструзия с нанесением наливных покрытий, экструзия профилей, прядение филаментных нитей или экструзия нетканых материалов, полученных прядением из расплава.The co-extrusion process described herein may be selected from any one of the following: flat slot extrusion, blown film extrusion, extrusion coating, extrusion lamination, liquid coating extrusion, profile extrusion, filament spinning, or nonwoven extrusion. obtained by spinning from the melt.

- 5 043289- 5 043289

Во втором аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ, с помощью которого может быть получена соэкструдированная многослойная структура согласно первому аспекту изобретения.In a second aspect, the present invention provides a method by which a co-extruded multilayer structure according to the first aspect of the invention can be obtained.

Таким образом, во втором аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения соэкструдированной многослойной структуры, содержащей первый композитный слой, расположенный над вторым композитным слоем, и дополнительно содержащей промежуточный слой, расположенный между первым и вторым композитными слоями, с использованием обычной методики соэкструзии с одной общей головкой, причем способ включает следующие этапы:Thus, in a second aspect, the present invention provides a method for producing a co-extruded multilayer structure comprising a first composite layer positioned over a second composite layer and further comprising an intermediate layer positioned between the first and second composite layers, using a conventional single die co-extrusion technique, wherein the method includes the following steps:

выбор первого полимера и второго полимера при условии, что первый полимер и второй полимер отличаются друг от друга, по меньшей мере, своей вязкостью при растяжении, при этом один полимер увеличивает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, а другой полимер уменьшает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, причем вязкость при растяжении определена как отношение напряжения при растяжении к скорости растяжения в обычной методике экструзии;selection of the first polymer and the second polymer, provided that the first polymer and the second polymer differ from each other in at least their tensile viscosity, wherein one polymer increases its tensile viscosity at its ultimate elongation under tensile stress, and the other the polymer reduces its tensile viscosity at its ultimate draw ratio under tensile stress, the tensile viscosity being defined as the ratio of the tensile stress to the tensile rate in a conventional extrusion technique;

подача первого и второго композитных слоев к одной общей головке под действием температуры для одновременной соэкструзии расплавленных слоев, причем промежуточный слой образуют в результате химического взаимодействия между первым и вторым полимерами или, опционально, промежуточный слой образуют в результате физического взаимодействия между первым и вторым полимерами, если одновременно подают третий адгезионный слой между первым и вторым композитными слоями к одной общей головке;supply of the first and second composite layers to one common die under the influence of temperature for simultaneous co-extrusion of the molten layers, and the intermediate layer is formed as a result of chemical interaction between the first and second polymers or, optionally, the intermediate layer is formed as a result of physical interaction between the first and second polymers, if simultaneously serves the third adhesive layer between the first and second composite layers to one common head;

после выхода соэкструдированных слоев из головки вытягивание расплавленных соэкструдированных слоев под действием растягивающего напряжения, в результате чего полученная соэкструдированная многослойная структура имеет степень вытяжки, большую предельной степени вытяжки каждого из первого и второго полимеров, экструдированных по отдельности, с уменьшением таким образом площади поперечного сечения соэкструдированной многослойной структуры до меньшего значения;after the exit of the co-extruded layers from the die, stretching the molten co-extruded layers under tensile stress, whereby the resulting co-extruded multilayer structure has a draw ratio greater than the limiting stretch ratio of each of the first and second polymers extruded separately, thus reducing the cross-sectional area of the co-extruded multilayer structures to a lower value;

охлаждение соэкструдированной многослойной структуры до комнатной температуры; и опционально выполняют этапы вытягивания и охлаждения, изолируя соэкструдированную многослойную структуру от окружающего воздуха.cooling the co-extruded multilayer structure to room temperature; and optionally performing stretching and cooling steps, isolating the co-extruded laminate from ambient air.

Способ, определенный во втором аспекте настоящего изобретения, обеспечивает преимущество, состоящее в экономии на стоимости сырьевых материалов, уменьшении веса как обрабатываемых сырьевых материалов, которые могут быть меньшего размера, так и готовых материалов, обычно прокатываемых, и, кроме того, производит меньше отходов из-за того, что в целом предотвращаются нестабильности потока растяжения, так что образуется меньшее количество отбракованных экструдируемых полимеров.The method defined in the second aspect of the present invention provides the advantage of saving on the cost of raw materials, reducing the weight of both processed raw materials, which can be smaller, and finished materials, usually rolled, and, in addition, produces less waste from - because, in general, instabilities in the flow of stretching are prevented, so that a smaller amount of rejected extrudable polymers is formed.

Предельная степень вытяжки расплавленных соэкструдированных слоев может быть определена как максимальное значение растяжения/удлинения под действием растягивающего напряжения без возникновения нестабильностей потока удлинении.The ultimate stretch ratio of molten co-extruded layers can be defined as the maximum stretch/elongation under tensile stress without causing elongation flow instabilities.

В третьем аспекте изобретение обеспечивает соэкструдированную многослойную структуру, определенную в первом и/или втором аспектах изобретения, для применения в качестве покрытия на подложке, причем подложка может быть выбрана из группы, состоящей из полимера, бумаги, текстильного материала, нетканого материала или металлической пленки, при этом подложка покрыта соэкструдированной многослойной структурой с использованием обычного экструзионного способа, выбранного из нанесения покрытия методом экструзии, экструзии с нанесением наливных покрытий, ламинирования методом экструзии, плоскощелевой экструзии, экструзии с выдуванием пленки, экструзии профилей, прядения филаментных нитей и экструзии нетканых материалов, полученных прядением из расплава.In a third aspect, the invention provides a co-extruded multilayer structure as defined in the first and/or second aspects of the invention for use as a coating on a substrate, the substrate being selected from the group consisting of polymer, paper, textile, nonwoven or metal film, wherein the substrate is coated with a co-extruded multilayer structure using a conventional extrusion method selected from extrusion coating, liquid coating extrusion, extrusion lamination, flat slot extrusion, blown film extrusion, profile extrusion, filament yarn spinning, and extrusion of nonwoven fabrics obtained melt spinning.

Настоящее изобретение также относится к внешнему слою подгузника, содержащему соэкструдированную многослойную структуру.The present invention also relates to an outer layer of a diaper containing a co-extruded multilayer structure.

В настоящей заявке также рассматриваются покрытия упаковки, содержащие соэкструдированную многослойную структуру, описанную в настоящем изобретении, такие как нетканые пакеты или картонные упаковки.The present application also contemplates packaging covers containing the co-extruded multilayer structure described in the present invention, such as non-woven bags or cartons.

Способ, описанный в настоящей заявке, для получения соэкструдированной многослойной структуры в частности пригоден для получения толщины от 1 до 14 микрон для пленок, филаментных нитей и нетканых материалов с низким весом, полученных прядением из расплава. Таким образом, полученное полимерное покрытие с толщиной или диаметром от 1 до 14 микрон пригодно для использования в качестве покрытия на подложках, выбранных из целлюлозы, полимерных пленок, нетканых материалов, металлов или текстильных материалов.The method described in the present application for producing a co-extruded multilayer structure is particularly suitable for obtaining a thickness of 1 to 14 microns for films, filaments and low weight melt-spun nonwovens. Thus, the resulting polymeric coating with a thickness or diameter of 1 to 14 microns is suitable for use as a coating on substrates selected from cellulose, polymeric films, nonwovens, metals or textiles.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 показан вид в разрезе соэкструдированной многослойной структуры, полученной согласно примеру 1 изобретения, которая имеет общую толщину 2,5 мкм и нанесена на нетканую основу из полипропилена, полученную прядением из расплава, плотностью 15 г/м2.In FIG. 1 shows a cross-sectional view of a co-extruded multilayer structure obtained according to example 1 of the invention, which has a total thickness of 2.5 μm and is applied to a polypropylene non-woven substrate obtained by melt spinning, with a density of 15 g/m 2 .

На фиг. 2 показан вид в разрезе соэкструдированной многослойной структуры, полученной согласно примеру 2 изобретения, которая имеет общую толщину 1,5 мкм и нанесена на нетканую основу изIn FIG. 2 shows a sectional view of a co-extruded multilayer structure obtained according to example 2 of the invention, which has a total thickness of 1.5 μm and is applied to a non-woven substrate of

- 6 043289 полипропилена, полученную прядением из расплава, плотностью 15 г/м2.- 6 043289 polypropylene obtained by spinning from the melt, with a density of 15 g/m 2 .

На фиг. 3 представлен схематичный вид обычного оборудования для нанесения покрытия методом экструзии. В этом варианте реализации обычное оборудование для нанесения покрытия методом экструзии имеет общую головку (D), из которой выходит соэкструдированная многослойная структура (1), которую затем вытягивают и охлаждают в воздушном зазоре (А), и после этого применяют в качестве покрытия подложки (S), затем покрытую подложку прокатывают в охлаждающем ролике (C-R).In FIG. 3 is a schematic view of conventional extrusion coating equipment. In this embodiment, conventional extrusion coating equipment has a common die (D) from which a co-extruded multilayer structure (1) emerges, which is then drawn and cooled in an air gap (A), and thereafter applied as a substrate coating (S ), then the coated substrate is rolled in a chill roller (C-R).

На фиг. 4 представлен схематичный вид обычного оборудования для нанесения покрытия методом экструзии, показанного на фиг. 3, которое дополнительно имеет вакуумную камеру (V). Вакуумная камера (V) изолирует расплавленную соэкструдированную многослойную структуру (1) от окружающего воздуха для целей обеспечения стабильности. В этом варианте реализации расплавленную соэкструдированную многослойную структуру (1) охлаждают в контакте с охлаждающим роликом (C-R). После этого соэкструдированную многослойную структуру (1) применяют в качестве покрытия подложки (S), затем покрытую подложку прокатывают в охлаждающем ролике (C-R).In FIG. 4 is a schematic view of the conventional extrusion coating equipment shown in FIG. 3, which additionally has a vacuum chamber (V). The vacuum chamber (V) isolates the molten co-extruded laminate (1) from the ambient air for stability purposes. In this embodiment, the molten coextruded multilayer structure (1) is cooled in contact with a chill roller (C-R). Thereafter, the co-extruded multilayer structure (1) is used as the coating of the substrate (S), then the coated substrate is rolled in a chill roller (C-R).

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Хорошая адгезия промежуточного слоя с первым и вторым композитными слоями получается, когда промежуточный слой связывают с первым и со вторым композиционными слоями как в расплавленном состоянии, так и после, когда многослойная структура затвердела. Прочность адгезии промежуточного слоя должна быть, по меньшей мере, на уровне прочности расплава самого прочного слоя; недостаточный уровень адгезии может обеспечить только небольшие улучшения вытяжки и быстро создавать поверхностные нестабильности из-за частичного или полного отслаивания слоев, вызванного значительной разницей реологических свойств между слоями.Good adhesion of the intermediate layer to the first and second composite layers is obtained when the intermediate layer is bonded to the first and second composite layers both in the molten state and after the sandwich structure has solidified. The adhesive strength of the intermediate layer should be at least at the level of the melt strength of the strongest layer; an insufficient level of adhesion can provide only small improvements in stretching and quickly create surface instabilities due to partial or complete delamination of the layers caused by a significant difference in rheological properties between the layers.

Промежуточный слой может быть получен тремя различными способами.The intermediate layer can be obtained in three different ways.

Промежуточный слой может быть образован в результате химического взаимодействия между первым и вторым полимерами. В этом варианте реализации первый и второй полимеры выбирают так, чтобы они были совместимыми полимерами между собой, т.е. полимерами, которые вместе образуют непрерывную фазу в расплавленном состоянии и после, когда многослойная структура затвердела. При температурах экструзии как первый, так и второй полимеры образуют матрицу смеси; таким образом, промежуточный слой образуется в течение осуществления экструзионного способа, в частности, когда они контактируют под действием температуры в одной общей головке.The intermediate layer may be formed as a result of chemical interaction between the first and second polymers. In this embodiment, the first and second polymers are chosen to be compatible polymers with each other, i.e. polymers, which together form a continuous phase in the molten state and after, when the multilayer structure has solidified. At extrusion temperatures, both the first and second polymers form the matrix of the mixture; thus, the intermediate layer is formed during the implementation of the extrusion process, in particular when they are contacted under the action of temperature in one common head.

Промежуточный слой может быть образован в результате химического взаимодействия между первым и вторым полимерами, при условии, что первый композитный слой и/или второй композитный слой дополнительно содержат адгезионный материал, диспергированный в них. При температурах экструзии адгезионный материал смешивается с первым полимером и/или со вторым полимером. Адгезионный материал, диспергированный в первом композитном слое и/или во втором композитном слое, улучшает совместимость между первым и вторым полимерами. В зависимости от степени совместимости между первым и вторым полимерами, адгезионный материал может быть добавлен в количестве от 0,5 до 10% по весу от общего веса полимера, если первый и второй полимеры имеют склонность к однородному смешиванию друг с другом при контакте в расплавленном состоянии, либо в концентрации от 10 до 60% по весу от общего веса полимера, если первый и второй полимеры не смешиваются однородно друг с другом при контакте в расплавленном состоянии.The intermediate layer may be formed as a result of chemical interaction between the first and second polymers, provided that the first composite layer and/or the second composite layer additionally contain an adhesive material dispersed therein. At extrusion temperatures, the adhesive material is mixed with the first polymer and/or with the second polymer. The adhesive material dispersed in the first composite layer and/or in the second composite layer improves the compatibility between the first and second polymers. Depending on the degree of compatibility between the first and second polymers, the adhesive material may be added in an amount of 0.5 to 10% by weight of the total weight of the polymer, if the first and second polymers tend to mix uniformly with each other upon contact in the molten state. , or at a concentration of from 10 to 60% by weight of the total weight of the polymer, if the first and second polymers do not mix uniformly with each other in contact in the molten state.

Промежуточный слой может быть образован в результате физического взаимодействия между первым и вторым полимерами. В этом варианте реализации дополнительный слой, представляющий собой адгезионный слой, одновременно подают между первым и вторым композитными слоями к одной общей головке. Адгезионный слой может представлять собой связующий слой, изготовленный из адгезионного материала. В случае разнородных несовместимых полимеров предпочтительно использовать этот дополнительный связующий слой. Связующий слой должен быть выбран так, чтобы он обладал свойствами сильной адгезии по отношению к обоим композитным слоям.The intermediate layer may be formed as a result of physical interaction between the first and second polymers. In this embodiment, an additional layer, which is an adhesive layer, is simultaneously fed between the first and second composite layers to one common head. The adhesive layer may be an adhesive layer made from an adhesive material. In the case of dissimilar incompatible polymers, it is preferable to use this additional tie layer. The tie layer must be chosen so that it has strong adhesion properties to both composite layers.

Предпочтительно адгезионный слой представляет собой связующий слой, изготовленный из адгезионного материала.Preferably, the adhesive layer is a tie layer made from an adhesive material.

В одном варианте реализации соэкструдированную многослойную пленку экструдируют на подложку с использованием оборудования для нанесения покрытия методом экструзии, нанесения наливных покрытий или ламинирования методом экструзии. Предпочтительно обеспечить остывание соэкструдированной многослойной пленки до комнатной температуры перед контактом с подложкой, чтобы избежать чрезмерного потребления полимера при создании шероховатости подложки.In one embodiment, the co-extruded multilayer film is extruded onto a substrate using extrusion coating, liquid coating, or extrusion laminating equipment. It is preferable to allow the co-extruded multilayer film to cool to room temperature before contacting the substrate to avoid excessive consumption of polymer when roughening the substrate.

Соэкструдированная многослойная пленка содержит два слоя, один из полимера со свойствами разжижения при растяжении, опционально содержащего адгезионный материал, диспергированный в нем, и другой из полимера со свойствами загущения при растяжении, опционально содержащего адгезионный материал, диспергированный в нем. Предпочтительно этот же адгезионный материал также может быть использован для связывания соэкструдированной многослойной пленки на подложке с предотвращением таким образом использования второго адгезионного материала для связывания покрытия с подложкой.The co-extruded multilayer film comprises two layers, one of a polymer with tensile thinning properties optionally containing an adhesive material dispersed therein, and the other of a polymer with tensile thickening properties optionally containing an adhesive material dispersed therein. Preferably, the same adhesive material can also be used to bond the co-extruded multilayer film to the substrate, thus preventing the use of a second adhesive material to bond the coating to the substrate.

В другом варианте реализации соэкструдированная многослойная пленка содержит три слоя, одинIn another embodiment, the co-extruded multilayer film contains three layers, one

- 7 043289 из полимера со свойствами разжижения при растяжении, другой из полимера со свойствами загущения при растяжении и третий слой из адгезионного материала. Предпочтительно этот же адгезионный материал также может быть использован для связывания соэкструдированной многослойной пленки на подложке с предотвращением таким образом использования второго адгезионного материала в качестве слоя для связывания покрытия с подложкой.- 7 043289 of a polymer with tensile thinning properties, another of a polymer with tensile thickening properties and a third layer of an adhesive material. Preferably, the same adhesive material can also be used to bond the co-extruded multilayer film to the substrate, thus preventing the second adhesive material from being used as a layer to bond the coating to the substrate.

В одном варианте реализации комбинация полимеров и слоев может привести к предельной степени вытяжки 260 в экструзионном процессе, обеспечивая таким образом пленку общей толщины менее 3 мкм при скорости съема оборудования более 500 м/мин.In one embodiment, the combination of polymers and layers can result in a limiting draw ratio of 260 in the extrusion process, thus providing an overall film thickness of less than 3 microns at equipment removal rates of over 500 m/min.

Толщина покрытия поперечных сечений покрытых образцов может быть измерена с помощью оптического микроскопа, оснащенного линзовой шкалой.Coating thickness of cross sections of coated samples can be measured using an optical microscope equipped with a lens scale.

Предпочтительно загустевающий при растяжении слой не расположен в положении между адгезионным слоем и роликами оборудования, чтобы предотвратить непосредственный контакт адгезионного слоя с этим роликом, что может привести к наматыванию вокруг него и к остановке оборудования.Preferably, the stretchable layer is not positioned between the adhesive layer and the equipment rollers to prevent the adhesive layer from coming into direct contact with the roller, which could wrap around it and cause the equipment to stop.

В одном варианте реализации применяют способ нанесения наливных покрытий для покрытия подложки (S) соэкструдированной многослойной структурой (1) и одновременно с образованием соэкструдированной многослойной структуры (1) (фиг. 3). Когда толщина завесы расплава составляет менее 2 мкм, она возмущается потоками воздуха, образуемыми вокруг охлаждающего ролика (C-R). Для улучшения стабильности завесы расплава может быть использована вакуумная камера (V) для поддержки завесы расплава на поверхности охлаждающего ролика (C-R) (фиг. 4).In one embodiment, a cast coating method is used to coat the substrate (S) with the coextruded multilayer structure (1) and simultaneously with the formation of the coextruded multilayer structure (1) (FIG. 3). When the thickness of the melt curtain is less than 2 µm, it is disturbed by the air currents formed around the cooling roller (C-R). To improve the stability of the melt curtain, a vacuum chamber (V) can be used to support the melt curtain on the surface of the chill roller (C-R) (FIG. 4).

Предпочтительными композициями для получения соэкструдированной многослойной структуры могут быть следующие.Preferred compositions for obtaining a co-extruded multilayer structure may be as follows.

Композиция 1.Composition 1.

Базовый полимер: полиэтилен.Base polymer: polyethylene.

Разжижающийся при растяжении слой: линейный полиэтилен низкой плотности, MFI (индекс текучести расплава) предпочтительно от 2 до 30; толщина слоя от 0,5 до 6 мкм.Tensile-thinning layer: linear low density polyethylene, MFI (melt flow index) preferably from 2 to 30; layer thickness from 0.5 to 6 microns.

Загустевающий при растяжении слой: полиэтилен низкой плотности, MFI от 2 до 30, смешанный с углеводородным усилителем клейкости, который полностью совместим со смешанным полимером. Углеводородный усилитель клейкости предпочтительно выбран из группы со средним молекулярным весом от 600 до 3000 в количестве от 15 до 60% по весу, предпочтительно от 20 до 40% по весу от общего веса загустевающего при растяжении слоя; толщина слоя составляет от 0,1 до 6 мкм.Stretch layer: low density polyethylene, MFI 2 to 30, blended with a hydrocarbon tackifier that is fully compatible with the blended polymer. The hydrocarbon tackifier is preferably selected from the group with an average molecular weight of 600 to 3000 in an amount of 15 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight of the total weight of the stretchable layer; the layer thickness is from 0.1 to 6 µm.

Композиция 2.Composition 2.

Базовый полимер: полипропилен.Base polymer: polypropylene.

Разжижающийся при растяжении слой: гомополимер или сополимер РР, MFI от 2 до 30; толщина слоя от 0,5 до 6 мкм.Tensile thin layer: PP homopolymer or copolymer, MFI 2 to 30; layer thickness from 0.5 to 6 microns.

Загустевающий при растяжении слой: длинный разветвленный полипропилен с высокой прочностью расплава или длинный полипропилен, разветвленный на месте посредством сшивания, MFI от 2 до 30; смешанный с углеводородным усилителем клейкости, который полностью совместим со базовым полимером. Углеводородный усилитель клейкости предпочтительно выбран из группы со средним молекулярным весом от 1000 до 3000 в количестве от 15 до 60% по весу, предпочтительно от 20 до 40% по весу от общего веса загустевающего при растяжении слоя; толщина слоя составляет от 0,1 до 6 мкм.Stretch thickened layer: long branched high melt strength polypropylene or long polypropylene branched in situ by crosslinking, MFI 2 to 30; mixed with a hydrocarbon tackifier that is fully compatible with the base polymer. The hydrocarbon tackifier is preferably selected from the group with an average molecular weight of 1000 to 3000 in an amount of 15 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight of the total weight of the stretchable layer; the layer thickness is from 0.1 to 6 µm.

Эта вторая композиция в частности пригодна для покрытых подложек для изготовления воздухонепроницаемых внешних слоев для подгузников, когда подложка представляет собой нетканый материал или комплексные покрытия упаковки. Подложка может представлять собой бумагу из целлюлозы, металлический слой, в частности алюминий, или полимерный слой и упаковочный материал для пакетов, когда подложка представляет собой текстильный материал, частности тканое волокно рафия.This second composition is particularly suitable for coated substrates for the manufacture of airtight outer layers for diapers, when the substrate is a non-woven material or complex package covers. The support may be cellulose paper, a metal layer, in particular aluminum, or a polymeric layer and a bag wrapping material, when the support is a textile material, in particular woven raffia fibre.

Предпочтительные композиции для получения покрытого нетканого материала из полипропилена, пропускающего водяной пар, с экструзией соэкструдированной многослойной пленки в оборудовании для нанесения покрытия методом экструзии, нанесения наливных покрытий или ламинирования методом экструзии на полипропиленовую нетканую подложку могут представлять собой:Preferred compositions for producing a coated water vapor permeable polypropylene nonwoven fabric with extrusion of a co-extruded multilayer film in extrusion coating, flow coating or extrusion laminating equipment on a polypropylene nonwoven substrate can be:

разжижающийся при растяжении слой, опционально содержащий адгезионный материал, диспергированный в нем, выбранный из группы, имеющей значение водопаропроницаемости, измеренной способом ASTM E96B, большее 1 г мм/м2 день, и основанный на механизме абсорбции-десорбции (отсутствие пористости), например (но не исключительно) эластомер полиэфир-эфирного блок-сополимера (коммерчески известный как Hytrel от Dupont или Arnitel от DSM); блок-сополимеры стирола; полиамиды 6 или 6,6; полиэтилен и полибутилентерефталат; блок-сополимеры полиэтиленоксида; ABS; термопластичные полиуретаны; полиэфирблокамиды (например, Pebax от Arkema); биополимеры, такие как PLA; акриловые сополимеры; или его смеси или сополимеры; толщина слоя составляет от 0,5 до 6 мкм; и загустевающий при растяжении слой, опционально содержащий адгезионный материал, диспергированный в нем, выбранный из группы сополимеров полиэтиленметил- или этилакрилата низкой плотности или этх же сополимеров, модифицированных ангидридом или кислотой; толщина слоя составляет от 0,1 до 2 мкм;an tensile thinning layer, optionally containing an adhesive material dispersed therein, selected from the group having a water vapor permeability value measured by ASTM E96B method greater than 1 g mm/m 2 day, and based on an absorption-desorption mechanism (lack of porosity), for example ( but not exclusively) a polyester-ether block copolymer elastomer (commercially known as Hytrel from Dupont or Arnitel from DSM); styrene block copolymers; polyamides 6 or 6.6; polyethylene and polybutylene terephthalate; block copolymers of polyethylene oxide; ABS; thermoplastic polyurethanes; polyester blockamides (eg Pebax from Arkema); biopolymers such as PLA; acrylic copolymers; or mixtures or copolymers thereof; layer thickness is from 0.5 to 6 microns; and a stretchable layer optionally containing an adhesive material dispersed therein, selected from the group of low density polyethylene methyl or ethyl acrylate copolymers or the same anhydride or acid modified copolymers; the layer thickness is from 0.1 to 2 µm;

сополимера акриловой или метакриловой кислоты полиолефина; толщина слоя составляет отan acrylic or methacrylic acid copolymer polyolefin; layer thickness is from

- 8 043289- 8 043289

0,1 до 2 мкм;0.1 to 2 µm;

мономера; толщина слоя составляет от 0,1 до 2 мкм;monomer; the layer thickness is from 0.1 to 2 µm;

сополимера этилена и винилацетата с содержанием винилацетата более 18%, смешанного с совместимым усилителем клейкости в массовом соотношении 20-60% по весу усилителя клейкости; толщина слоя составляет от 0,1 до 2 мкм.an ethylene-vinyl acetate copolymer having a vinyl acetate content of more than 18% mixed with a compatible tackifier in a weight ratio of 20-60% by weight of the tackifier; the layer thickness is from 0.1 to 2 µm.

Эта комбинация полимеров и слоев может достигать предельных степеней вытяжки выше 150, а проницаемость водяного пара Mocon ASTM 1249 составляет от 3000 до 20000 г/м2 день.This combination of polymers and layers can achieve stretch ratios above 150, and the water vapor permeability of Mocon ASTM 1249 is between 3000 and 20000 g/m 2 day.

В другом варианте реализации полиолефиновые волокна экструдируют в оборудовании для экструзии двухкомпонентной филаментной нити с сердцевиной и оболочкой или оборудовании для получения нетканых материалов прядением из расплава со следующими композициями.In another embodiment, the polyolefin fibers are extruded in a bicomponent core and sheath filament extrusion equipment or melt spinning nonwoven fabrication equipment with the following compositions.

Композиция 3.Composition 3.

Сердцевина филаментной нити: от 10 до 90% по весу общего сечения филаментной нити.The core of the filament thread: from 10 to 90% by weight of the total section of the filament thread.

Загустевающий при растяжении полиолефин (полипропилен с высокой прочностью расплава или полиэтилен низкой плотности) от 40 до 90% по весу; MFI от 2 до 30; усилитель клейкости, совместимый с углеводородом, предпочтительно со средним молекулярным весом от 1000 до 3000, от 10 до 60% по весу.Stretch thickening polyolefin (high melt strength polypropylene or low density polyethylene) 40 to 90% by weight; MFI from 2 to 30; a hydrocarbon compatible tackifier, preferably with an average molecular weight of from 1000 to 3000, from 10 to 60% by weight.

Оболочка филаментной нити: от 10 до 90% по весу общего сечения филаментной нити.Sheath of the filament yarn: 10 to 90% by weight of the total section of the filament yarn.

Разжижающийся при растяжении полиолефин, гомополимер, или сополимер полипропилена, или линейный полиэтилен низкой плотности, MFI от 2 до 30.Tensile-thinning polyolefin, polypropylene homopolymer or copolymer, or linear low density polyethylene, MFI from 2 to 30.

Сходный вариант реализации выполняют путем использования экструзии простой филаментной нити (вместо двухкомпонентной филаментной нити) и полимера более высокой вязкости с меньший объемным процентом в сердечнике, чем вязкость полимера и объемный процент в оболочке.A similar implementation is performed by using the extrusion of a simple filament yarn (instead of a bicomponent filament yarn) and a higher viscosity polymer with a lower core volume percentage than the polymer viscosity and sheath volume percentage.

Композиция 4.Composition 4.

Композиция филаментной нити.The composition of the filament thread.

Загустевающий при растяжении полиолефин, полипропилен с высокой прочностью расплава или полиэтилен низкой плотности, MFI от 2 до 10; от 10 до 30% от общего веса.Tensile-thickening polyolefin, high melt strength polypropylene or low density polyethylene, MFI from 2 to 10; from 10 to 30% of the total weight.

Разжижающийся при растяжении полиолефин, гомо- или сополимер полипропилена или линейный полиэтилен низкой плотности, MFI от 10 до 30; от 60 до 85% от общего веса; совместимый усилитель клейкости от 5 до 10% по весу.Tensile-thinning polyolefin, homo- or copolymer of polypropylene or linear low density polyethylene, MFI from 10 to 30; from 60 to 85% of the total weight; compatible tackifier 5 to 10% by weight.

В случае этой композиции в оборудовании для экструзии одного компонента компонент с меньшим объемным процентом и с большей вязкостью переходит к сердцевине и компонент с большим объемным процентом и с меньшей вязкостью переходит к оболочке, обеспечивая самоструктурирование филаментной нити с сердцевиной и оболочкой.In the case of this composition, in a single component extrusion equipment, the lower volume percent, higher viscosity component passes to the core, and the higher volume percent, lower viscosity component passes to the sheath, allowing the core and sheath filament to self-structure.

В другом варианте реализации три слоя экструдировали одновременно с получением соэкструдированной с раздувкой многослойной пленки с улучшенной устойчивостью пузырьков при высокой вытяжке.In another embodiment, three layers were extruded simultaneously to form a co-blown multilayer film with improved high draw bubble resistance.

В этом варианте реализации композиция слоев включает внутренний слой, выполненный из: вышеупомянутого загустевающего при растяжении слоя, такого как полиэтилен низкой плотности или полипропилен с высокой прочностью расплава, или линейные полимеры, разветвленные на месте посредством сшивания от 90 до 50%, смешанные с углеводородным усилителем клейкости от 10 до 50%; и внешний слой, выполненный из вышеупомянутого разжижающегося при растяжении слоя, такого как линейный полиэтилен низкой плотности, гомо- и сополимеры полипропилена.In this embodiment, the layer composition comprises an inner layer made of: the aforementioned stretchable layer such as low density polyethylene or high melt strength polypropylene or linear polymers branched in situ by 90 to 50% crosslinking blended with a hydrocarbon enhancer stickiness from 10 to 50%; and an outer layer made from the aforementioned stretch thinning layer such as linear low density polyethylene, polypropylene homo- and copolymers.

ПримерыExamples

Пример 1 (см. вид в разрезе на фиг. 1).Example 1 (see sectional view in Fig. 1).

Изделие: воздухонепроницаемый внешний слой для подгузников.Product: breathable outer layer for diapers.

Оборудование: установка нанесения покрытия методом экструзии шириной 1,5 м.Equipment: 1.5 m wide extrusion coating plant.

Подложка: фильерный нетканый материал из гомополимера полипропилена 15 г/м2.Backing: 15 g/m 2 polypropylene homopolymer spunbond nonwoven.

Структура слоя: подложка А-В.Layer structure: A-B substrate.

Композиция слоя А: разжижающийся при растяжении полимер линейный полиэтилен низкой плотности Dowlex 2552E MFI 25.Layer A composition: Dowlex 2552E MFI 25 LLDPE stretch thinning polymer.

Композиция слоя В (связующий слой): разжижающийся при растяжении полимер 75% по весу полиэтилен низкой плотности Dow LDPE PG7008 MFI 7, 7; углеводородный усилитель клейкости молекулярный вес 1200 Eastman Regalite R1125, 25% по весу.Layer B composition (tie layer): stretch thinning polymer 75% w/w Dow LDPE PG7008 MFI 7, 7; hydrocarbon tackifier molecular weight 1200 Eastman Regalite R1125, 25% by weight.

Технологические уставки при стабильной работе:Technological settings for stable operation:

температура экструзии обоих слоев 220°С;extrusion temperature of both layers 220°C;

зазор головки (в горячем состоянии) 0,4 мм;head clearance (hot) 0.4 mm;

скорость выхода 400 м/мин;output speed 400 m/min;

воздушный зазор 345 мм;air gap 345 mm;

общая толщина покрытия (фиг. 1) 2,5 мкм;total coating thickness (Fig. 1) 2.5 μm;

толщина слоя А 1,5 мкм;layer thickness A 1.5 µm;

толщина слоя В 1 мкм;layer thickness B 1 µm;

вытяжка 160.hood 160.

- 9 043289- 9 043289

Пример 2 (см. вид в разрезе на фиг. 2).Example 2 (see sectional view in Fig. 2).

Те же изделие и композиция, что и в примере 1, но с использованием вакуумной камеры и охлаждения на поверхности прокатного валка (фиг. 4).The same product and composition as in example 1, but using a vacuum chamber and cooling on the surface of the rolling roll (Fig. 4).

Скорость выхода 550 м/мин;Output speed 550 m/min;

общая толщина покрытия (фиг. 2) 1,5 мкм;total coating thickness (Fig. 2) 1.5 µm;

толщина слоя А 0,9 мкм;layer thickness A 0.9 µm;

толщина слоя В 0,6 мкм;layer thickness B 0.6 µm;

вытяжка 266.hood 266.

Пример 3.Example 3

Изделие: воздухопроницаемый внешний слой для подгузников.Product: breathable outer layer for diapers.

То же оборудование, что и в примере 1.The same equipment as in example 1.

Подложка: фильерный нетканый материал из гомополимера полипропилена 15 г/м2.Backing: 15 g/m 2 polypropylene homopolymer spunbond nonwoven.

Структура слоя: подложка А-В.Layer structure: A-B substrate.

Композиция слоя А: разжижающийся при растяжении полимер, полиэфир-эфирный блоксополимер Dupont Hytrel DYM350 NC010 MFI 15.Layer composition A: stretch thinning polymer, polyester-ether block copolymer Dupont Hytrel DYM350 NC010 MFI 15.

Композиция слоя В - связующего слоя: разжижающийся при растяжении полимер сополимерная смола низкой плотности из полиэтилен-этилена и акриловой кислоты Dupont Bynel 22E804.Composition of layer B - tie layer: tensile thinning polymer copolymer resin of low density polyethylene-ethylene and acrylic acid Dupont Bynel 22E804.

Технологические уставки при стабильной работе:Technological settings for stable operation:

температура экструзии обоих слоев 270°С;extrusion temperature of both layers 270°C;

зазор головки (в горячем состоянии) 0,4 мм;head clearance (hot) 0.4 mm;

вакуумная камера (охлаждение на прокатном валке);vacuum chamber (cooling on the rolling roll);

общая толщина покрытия 3 мкм;total coating thickness 3 µm;

толщина слоя А 2 мкм;layer thickness A 2 µm;

толщина слоя В 1 мкм;layer thickness B 1 µm;

линейная скорость 550 м/мин;linear speed 550 m/min;

вытяжка 133;hood 133;

воздухопроницаемость (тест Mocon ASTM1249) 5200 г/м2 день.breathability (test Mocon ASTM1249) 5200 g/m 2 day.

Пример 4.Example 4

Изделие: воздухопроницаемый внешний слой для подгузников.Product: breathable outer layer for diapers.

То же оборудование, что и в примере 1.The same equipment as in example 1.

Подложка: фильерный нетканый материал из гомополимера полипропилена 15 г/м2.Backing: 15 g/m 2 polypropylene homopolymer spunbond nonwoven.

Структура слоя: подложка А-В.Layer structure: A-B substrate.

Композиция слоя А: разжижающийся при растяжении полимер, полиамид 6 Zytel ST7301 NC010.Layer composition A: stretch thinning polymer, polyamide 6 Zytel ST7301 NC010.

Композиция слоя В - связующего слоя: разжижающийся при растяжении полимер сополимерная смола низкой плотности из этилена, модифицированного на основе полиэтилен-ангидрида, и акриловой кислоты Dupont Bynel 21E830.The composition of layer B - tie layer: stretchable polymer low density copolymer resin of polyethylene-anhydride-modified ethylene and Dupont Bynel 21E830 acrylic acid.

Технологические уставки при стабильной работе:Technological settings for stable operation:

температура экструзии обоих слоев 265°С;extrusion temperature of both layers 265°C;

зазор головки (в горячем состоянии) 0,4 мм;head clearance (hot) 0.4 mm;

вакуумная камера (охлаждение на прокатном валке);vacuum chamber (cooling on the rolling roll);

общая толщина покрытия 2,5 мкм;total coating thickness 2.5 µm;

толщина слоя А 1,5 мкм;layer thickness A 1.5 µm;

толщина слоя В 1 мкм;layer thickness B 1 µm;

линейная скорость 550 м/мин;linear speed 550 m/min;

вытяжка 160;hood 160;

воздухопроницаемость (тест Mocon ASTM1249) 4200 г/м2 день.breathability (test Mocon ASTM1249) 4200 g/m 2 day.

Пример 5.Example 5

Изделие: волокно рафия с покрытием РР для пакетов.Product: PP-coated raffia fiber for bags.

То же оборудование, что и в примере 1.The same equipment as in example 1.

Подложка: тканое волокно рафия с РР 220 г/м2.Backing: woven raffia with PP 220 g/m 2 .

Структура: подложка А-В.Structure: substrate A-B.

Композиция слоя А: разжижающийся при растяжении полимер, гомополимер полипропилена Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25.Layer composition A: stretch thinning polymer, polypropylene homopolymer Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25.

Композиция слоя В: 89,5% по весу загустевающий при растяжении полимер Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25; сшитый с 0,5% по весу Cray valley Dymalink 9200 и 10% по весу усилитель клейкости Eastman Regalite R1125.Layer B composition: 89.5% by weight Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25 stretchable polymer; cross-linked with 0.5% by weight Cray valley Dymalink 9200 and 10% by weight Eastman Regalite R1125 tackifier.

Технологические уставки при стабильной работе:Technological settings for stable operation:

температура экструзии обоих слоев 260°С;extrusion temperature of both layers 260°C;

зазор головки (в горячем состоянии) 0,4 мм;head clearance (hot) 0.4 mm;

воздушный зазор 400 мм;air gap 400 mm;

общая толщина покрытия 3 мкм;total coating thickness 3 µm;

толщина слоя А 2 мкм;layer thickness A 2 µm;

- 10 043289 толщина слоя В 1 мкм;- 10 043289 layer thickness B 1 µm;

линейная скорость 550 м/мин;linear speed 550 m/min;

вытяжка 133.hood 133.

Пример 6.Example 6

Изделие: фильерный нетканый материал РР.Product: PP spunbond nonwoven.

Оборудование: установка скрепления двух компонентов прядением с использованием технологии Reicofil.Equipment: installation of bonding two components by spinning using Reicofil technology.

Структура слоя: А/В филаментная нить с сердцевиной/оболочкой.Layer structure: A/B filament yarn with core/sheath.

Слой А сердцевины: 90% по весу полипропилен с высокой прочностью расплава Daploy WS420 HMS MFI 22+ 10% по весу усилитель клейкости Eastman Plastolyn R1140.Core Layer A: 90% by weight high melt strength polypropylene Daploy WS420 HMS MFI 22+ 10% by weight Eastman Plastolyn R1140 tackifier.

Слой В оболочки: гомополимер полипропилена Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25.Sheath layer B: Repsol Isplen PP086Y3E MFI 25 polypropylene homopolymer.

Технологические уставки при стабильной работе:Technological settings for stable operation:

температура экструзии 260°С;extrusion temperature 260°C;

диаметр оболочки капилляра фильеры 0,6 мм;the diameter of the shell of the capillary die is 0.6 mm;

диаметр сердечника капилляра фильеры 0,3 мм;the diameter of the core of the capillary die is 0.3 mm;

линейная скорость 300 м/мин;linear speed 300 m/min;

весовой номер получаемой филаментной нити 0,35;weight number of the resulting filament yarn 0.35;

степень вытяжки: 105.drawing ratio: 105.

Claims (18)

1. Способ получения соэкструдированной многослойной структуры, содержащей первый композитный слой, расположенный над вторым композитным слоем, и дополнительно содержащей промежуточный слой, расположенный между первым и вторым композитными слоями, где первый композитный слой содержит первый полимер, второй композитный слой содержит второй полимер и промежуточный слой взаимодействует с первым полимером и вторым полимером, с использованием обычной методики соэкструзии с одной общей головкой, причем способ включает следующие этапы:1. A method for producing a co-extruded multilayer structure containing a first composite layer located above the second composite layer, and additionally containing an intermediate layer located between the first and second composite layers, where the first composite layer contains the first polymer, the second composite layer contains the second polymer and the intermediate layer interacts with the first polymer and the second polymer, using the usual technique of co-extrusion with one common die, and the method includes the following steps: выбор первого полимера и второго полимера при условии, что первый полимер и второй полимер отличаются друг от друга, по меньшей мере, своей вязкостью при растяжении, при этом один полимер увеличивает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, а другой полимер уменьшает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, причем вязкость при растяжении определена как отношение напряжения при растяжении к скорости растяжения в обычной методике соэкструзии;selection of the first polymer and the second polymer, provided that the first polymer and the second polymer differ from each other in at least their tensile viscosity, wherein one polymer increases its tensile viscosity at its ultimate elongation under tensile stress, and the other the polymer reduces its tensile viscosity at its ultimate draw ratio under tensile stress, the tensile viscosity being defined as the ratio of the tensile stress to the tensile rate in a conventional co-extrusion technique; подача первого и второго композитных слоев к одной общей головке под действием температуры для одновременной соэкструзии расплавленных слоев;supply of the first and second composite layers to one common head under the action of temperature for simultaneous co-extrusion of the molten layers; после выхода соэкструдированных слоев из головки вытягивание расплавленных соэкструдированных слоев под действием растягивающего напряжения, в результате чего полученная соэкструдированная многослойная структура имеет степень вытяжки, большую предельной степени вытяжки каждого из первого и второго полимеров, экструдированных по отдельности, с уменьшением таким образом площади поперечного сечения соэкструдированной многослойной структуры до меньшего значения;after the exit of the co-extruded layers from the die, stretching the molten co-extruded layers under tensile stress, whereby the resulting co-extruded multilayer structure has a draw ratio greater than the limiting stretch ratio of each of the first and second polymers extruded separately, thus reducing the cross-sectional area of the co-extruded multilayer structures to a lower value; охлаждение соэкструдированной многослойной структуры до комнатной температуры.cooling the co-extruded multilayer structure to room temperature. 2. Способ по п.1, где первый композитный слой и/или второй композитный слой содержит адгезионный материал, диспергированный соответственно в первом полимере и/или во втором полимере, где адгезионные материалы присутствуют либо в концентрации от 0,5 до 10% по весу, если первый и второй полимеры имеют склонность к однородному смешиванию друг с другом при контакте в расплавленном состоянии, либо в концентрации от 10 до 60% по весу, если первый и второй полимеры не смешиваются однородно друг с другом при контакте в расплавленном состоянии.2. The method according to claim 1, where the first composite layer and/or the second composite layer contains an adhesive material dispersed in the first polymer and/or in the second polymer, respectively, where the adhesive materials are present either in a concentration of from 0.5 to 10% by weight if the first and second polymers tend to be homogeneously miscible with each other upon contact in the molten state, or at a concentration of 10 to 60% by weight if the first and second polymers are not homogeneously miscible with each other upon contact in the molten state. 3. Способ по п.1, где между первым и вторым композитными слоями к одной общей головке одновременно подают третий адгезионный слой.3. The method according to claim 1, where between the first and second composite layers, a third adhesive layer is simultaneously fed to one common head. 4. Способ по п.3, где адгезионный слой представляет собой связующий слой, изготовленный из адгезионного материала.4. The method of claim 3, wherein the adhesive layer is a tie layer made from an adhesive material. 5. Способ по любому из пп.1-4, где этапы вытягивания и охлаждения выполняют, изолируя соэкструдированную многослойную структуру от окружающего воздуха с использованием вакуумной камеры.5. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the stretching and cooling steps are performed by isolating the co-extruded laminate from ambient air using a vacuum chamber. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором степень вытяжки на 10% превосходит предельную степень вытяжки каждого из первого полимера и второго полимера, экструдированных по отдельности.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the draw ratio is 10% greater than the limit draw ratio of each of the first polymer and the second polymer individually extruded. 7. Способ по любому из пп.1-6, где методика соэкструзии включает плоскощелевую экструзию, экструзию с выдуванием пленки, нанесение покрытия методом экструзии, ламинирование методом экструзии, экструзию с нанесением наливных покрытий, экструзию профилей, прядение филаментных нитей и экструзию нетканых материалов, полученных прядением из расплава.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the co-extrusion technique comprises flat slot extrusion, blown film extrusion, extrusion coating, extrusion lamination, liquid coating extrusion, profile extrusion, filament spinning, and nonwoven extrusion, obtained by spinning from the melt. 8. Соэкструдированная многослойная структура, имеющая улучшенную предельную экструзионную степень вытяжки по сравнению с предельной степенью вытяжки каждого из полимеров слоя, при-8. A co-extruded multilayer structure having an improved ultimate extrusion draw ratio compared to the ultimate stretch ratio of each of the polymers of the layer, - 11 043289 сутствующих в многослойном материале и экструдированных по отдельности, при этом структура содержит первый композитный слой, расположенный над вторым композитным слоем, и дополнительно содержит промежуточный слой, расположенный между первым и вторым композитными слоями, причем первый композитный слой содержит первый полимер, второй композитный слой содержит второй полимер, а промежуточный слой взаимодействует с первым полимером и вторым полимером, при этом первый полимер и второй полимер отличаются друг от друга, по меньшей мере, своей вязкостью при растяжении, один полимер увеличивает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, а другой полимер уменьшает свою вязкость при растяжении при своей предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, причем вязкость при растяжении определена как отношение напряжения при растяжении к скорости растяжения в обычной методике соэкструзии, при этом промежуточный слой получен способом по любому из пп.1-7.- 11 043289 present in the multilayer material and extruded separately, while the structure contains the first composite layer located above the second composite layer, and additionally contains an intermediate layer located between the first and second composite layers, the first composite layer contains the first polymer, the second composite the layer contains the second polymer, and the intermediate layer interacts with the first polymer and the second polymer, while the first polymer and the second polymer differ from each other, at least in their tensile viscosity, one polymer increases its tensile viscosity at its limiting draw ratio under tensile stress, and the other polymer reduces its tensile viscosity at its ultimate elongation under tensile stress, the tensile viscosity being defined as the ratio of the tensile stress to the tensile rate in a conventional co-extrusion technique, wherein the interlayer is obtained by the method of any one of claims .1-7. 9. Соэкструдированная многослойная структура по п.8, в которой указанные полимеры, уменьшающие свою вязкость при растяжении, выбраны из линейного полиэтилена низкой плотности; полиэтилен- и полибутилентерефталата; полиэфир-эфирных блок-сополимеров; полиэфирамидных блок-сополимеров; термопластичных полиуретанов; гомо- и сополимеров полипропилена; полиэтилена высокой плотности; линейных полиамидов полиэтилена средней плотности; полимеров полимолочной кислоты; и их сополимеров или смесей и их смесей с минеральными наполнителями.9. Co-extruded multilayer structure according to claim 8, in which these polymers, which reduce their viscosity when stretched, are selected from linear low density polyethylene; polyethylene and polybutylene terephthalate; polyester-ether block copolymers; polyesteramide block copolymers; thermoplastic polyurethanes; homo- and copolymers of polypropylene; high density polyethylene; linear polyamides of medium density polyethylene; polylactic acid polymers; and their copolymers or mixtures and their mixtures with mineral fillers. 10. Соэкструдированная многослойная структура по п.8 или 9, в которой указанные полимеры, увеличивающие свою вязкость при растяжении, выбраны из полиэтилена низкой плотности; сополимеров этиленвинилацетата и акрилата; полистирола; полиолефиновых пластомеров и эластомеров; полипропилена с высокой прочностью расплава; сшитого полипропилена с пероксидным или цинковым катализатором; частично сшитого линейного полиэтилена низкой плотности и его сополимеров; сополимера полиолефиновой кислоты; иономеров; разветвленных полиамидов, полимеров полимолочной кислоты и полиэфиров с удлинителями цепи; и их сополимеров или смесей и их смесей с минеральными наполнителями.10. Co-extruded multilayer structure according to claim 8 or 9, in which these polymers, which increase their viscosity when stretched, are selected from low density polyethylene; copolymers of ethylene vinyl acetate and acrylate; polystyrene; polyolefin plastomers and elastomers; polypropylene with high melt strength; cross-linked polypropylene with a peroxide or zinc catalyst; partially crosslinked linear low density polyethylene and its copolymers; a polyolefinic acid copolymer; ionomers; branched polyamides, polylactic acid polymers and polyesters with chain extenders; and their copolymers or mixtures and their mixtures with mineral fillers. 11. Соэкструдированная многослойная структура по любому из пп.8-10, в которой по меньшей мере один из первого полимера и второго полимера имеет скорость пропускания водяного пара, равную или большую 1 г мм/м2 день, измеренную в соответствии с ASTM E96B.11. A co-extruded multilayer structure according to any one of claims 8 to 10, wherein at least one of the first polymer and the second polymer has a water vapor transmission rate equal to or greater than 1 g mm/m 2 day, measured in accordance with ASTM E96B. 12. Соэкструдированная многослойная структура по любому из пп.8-11, имеющая скорость пропускания водяного пара в диапазоне от 1000 до 20000 г/м2 день, измеренную в соответствии c ASTM 1249.12. A co-extruded multilayer structure according to any one of claims 8 to 11, having a water vapor transmission rate in the range of 1000 to 20000 g/m 2 day, measured in accordance with ASTM 1249. 13. Соэкструдированная многослойная структура по любому из пп.8-11, в которой соэкструдированная многослойная структура представляет собой пленку толщиной не более 1 мкм.13. A co-extruded multilayer structure according to any one of claims 8 to 11, wherein the co-extruded multilayer structure is a film with a thickness of at most 1 µm. 14. Соэкструдированная многослойная структура по любому из пп.8-11, в которой соэкструдированная многослойная структура представляет собой филаментную нить толщиной не более 1 мкм.14. A coextruded multilayer structure according to any one of claims 8 to 11, wherein the coextruded multilayer structure is a filament yarn with a thickness of at most 1 µm. 15. Соэкструдированная многослойная структура по п.8, в которой полимеры, уменьшающие свою вязкость при растяжении при своей собственной предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, представляют собой полимеры, структура которых является по существу линейной или содержит короткие разветвленные цепи, так что при воздействии на них растягивающего напряжения их молекулярные цепи становятся в целом ориентированными в направлении сдвига, после чего молекулярные цепи распутываются до определенной степени, что снижает их сопротивление потоку.15. The co-extruded multilayer structure of claim 8, wherein the polymers which reduce their tensile toughness at their own ultimate draw ratio under tensile stress are polymers whose structure is substantially linear or contains short branched chains such that, when subjected to upon them under tensile stress, their molecular chains become generally oriented in the direction of shear, after which the molecular chains are untangled to a certain extent, which reduces their resistance to flow. 16. Соэкструдированная многослойная структура по п.8, в которой полимеры, увеличивающие свою вязкость при растяжении при своей собственной предельной степени вытяжки под действием растягивающего напряжения, представляют собой полимеры, структура которых является по существу длинной разветвленной цепью, так что при воздействии на них растягивающего напряжения их молекулярные цепи запутываются, что предотвращает относительное движение между молекулярными цепями, что увеличивает их сопротивление потоку.16. The co-extruded multilayer structure of claim 8, wherein the polymers which increase their tensile toughness at their own limiting draw ratio under tensile stress are polymers whose structure is essentially a long branched chain such that when subjected to tensile stress stress, their molecular chains become entangled, which prevents relative movement between molecular chains, which increases their resistance to flow. 17. Применение соэкструдированной многослойной структуры по любому из пп.8-16 в качестве покрытия на подложке.17. Use of a co-extruded multilayer structure according to any one of claims 8 to 16 as a coating on a substrate. 18. Внешний слой подгузника, содержащий соэкструдированную многослойную структуру по любому из пп.8-16.18. The outer layer of the diaper, containing the co-extruded multilayer structure according to any one of claims 8 to 16.
EA202190934 2018-11-05 2019-11-05 CO-EXTRUDED MULTILAYER STRUCTURE AND METHOD FOR ITS PRODUCTION EA043289B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18382787.2 2018-11-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043289B1 true EA043289B1 (en) 2023-05-05

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2349454C2 (en) Method for manufacturing of oriented film from thermoplastic polymer alloys, device for film manufacture and manufactured goods
Sadeghi et al. Analysis of microporous membranes obtained from polypropylene films by stretching
KR101382780B1 (en) Polyethylene composition for stretched tape products
EP2173794B1 (en) Polyethylene films
KR20070007100A (en) Layered polypropylene film, process for producing the same, and package comprising the same
EA043289B1 (en) CO-EXTRUDED MULTILAYER STRUCTURE AND METHOD FOR ITS PRODUCTION
WO2002050350A1 (en) Method for manufacturing polyester mixed fiber yarn
CN113015620B (en) Co-extruded multilayer structure and method for obtaining same
WO2004081087A2 (en) Alkyl acrylate copolymer modified oriented polypropylene films, tapes, fibers and nonwoven textiles
Rudin et al. Oriented monofilaments from blends of poly (ethylene terephthalate) and polypropylene
JPWO2015115289A1 (en) Porous film, moisture permeable tarpaulin, composite and protective clothing
US20120321866A1 (en) Rigid film having high puncture resistance and tear propagation resistance
JPS60189420A (en) Manufacture of oriented article of ultra-high-molocular polyethylene
JPH08269811A (en) Production of highly heat-resistant polymer filament
MXPA05000325A (en) Spinning method.
Morris The effect of coextrusion on bubble kinematics, temperature distribution and property development in the blown film process
ITMI952560A1 (en) POLYETHYLENE MULTI-LAYER FILM
JP5390041B1 (en) Unstretched fluororesin fiber, stretched fluororesin fiber, method for producing unstretched fluororesin fiber, and method for producing stretched fluororesin fiber
Billham et al. The effect of extrusion processing conditions on the properties of blown and cast polyolefin packaging films
JP2018053412A (en) Polyethylene spun-bonded nonwoven fabric
JP2006336117A (en) Method for producing polyester hollow yarn
Sugiura et al. Effect of polymer viscosities on the fiber structure and membrane properties of polypropylene/polyethylene bicomponent hollow fibers
EP1651709A1 (en) Alkyl acrylate copolymer modified oriented polypropylene films, tapes, fibers and woven and nonwoven textiles
KR101458017B1 (en) manufacturing method for High-strength Polyester fiber
JP2016094493A (en) Moisture permeable water proof film, and moisture permeable water proof sheet