HU216328B

HU216328B - Eljárás és berendezés polimer lemezek nyomás alatti keresztirányú nyújtására

Info

Publication number: HU216328B
Application number: HU88985A
Authority: HU
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Lawrence, Peter Robin; Ole-Bendt Rasmussen
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1999-06-28
Also published as: ES2060645T3; MY102309A; NO179667C; NO884112L; AU616397B2; FI893429A0; NO884112D0; PT86559A; HK1007535A1; IE880113L; DE3851162D1; MX161921A; NO179667B; RU2042514C1; WO1988005378A1; FI100954B; DK171395B1; IL85111A0; KR880008870A; JPH0794145B2

Abstract

A találmány tárgya eljárás főlytőnős síkfólia (4) nyújtására, melyneksőrán a síkfóliát (4) egymásba kapcsőlódó, barázdált hengerek (9 és10, 11) között keresztirányú feszítéssel átvezetik; lyan hengereket (9és 10, 11) alkalmaznak, melyeket a barázdák körkörösen vagy spirálisanvesznek körül, s a barázdák mindegyik őldalőn alapból (6), csúcsból(7), s kifelé dőlő, a csúcs és az alap kö ött elhelyezkedő őldalfalból(5) állnak; a síkfóliát (4) keresztirányban nyújtva redőkbe rendezik,mely redők lényegében a haladási irányba terjednek ki; és a szőmszédőscsúcsők (7) közötti távőlság egfeljebb 3 mm. A találmány szerintieljárás lényege, hőgy a síkfólia (4) szélessége és a teljeshengerhősszúság együttesen legalább 50 cm, és a síkfólia (4)őlvadékőrientált, rétegzett szerkezetű any g, ahől mindegyik rétegnekvan egy őrientálási főiránya, és őrientációs főirányűk egymásramerőleges, az egymásba kapcsőlódó barázdák s az összekapcsőlódóbarázdák őldalfalának egy hányada párhűzamős egymással, a síkfóliát(4) e párhűzamős szakaszők mindegyikén a hengerhősszúság menténlényegében egyenletesen a hengerek összenyőmásával összepréselik,ehhez legalább 17 kg/henger tengelyhőssz-cm ny mást alkalmaznak, s ígya síkfóliát (4) feszítés és összenyőmás kőmbinációjaként redőkbenyújtják. A találmány kiterjed az eljárás főganatősítására alkalmasberendezésre is. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés polimer lemezek nyomás alatti keresztirányú nyújtására, egymásba kapcsolódó, barázdált hengerek között átbocsátva a polimerlemez-anyagot, és ily módon az anyag keresztirányú nyújtásának és nyomás alá helyezésének egyidejű megvalósítására.

A keresztirányú nyújtás megvalósítása a polimer filmnek barázdált hengerek közötti átvezetése révén már körülbelül 40 éve ismert eljárás. A barázdák a hengert spirálisan vagy körkörösen veszik körül, és a barázdák alapból, csúcsból és a kettőt összekötő oldalfalból állnak. A hengerek közötti résben, az egymásba kapcsolódó csúcsok hatására az anyag keresztirányú redőkbe nyúlik, amelyek lényegében a haladási irányba terjednek ki.

Attól függően, hogy a barázdák körkörösen vagy spirálisan helyezkednek el, a redők átlósan, vagy lényegében pontosan a gép működési irányának megfelelően képződnek. Ezeknél a módszereknél a film viszonylag szabadon helyezkedik el a csúcsok között, még a legerősebb összekapcsolódási pontokon is. Ha a csúcs a film vastagságához képest aránylag keskeny, akkor a megnyúlás elsősorban a csúcson keletkezik, míg relatíve széles csúcsok esetén a megnyúlás rendszertelenül jelentkezik a csúcsok között. Ennek megfelelően az eljárást általában több ízben megismétlik, de még így is szelvényezett terméket kapnak, és a szelvényezettség nem egyenletes. Bizonyos eljárásoknál a barázdák oldafala kifelé dőlő. A JP-B-4829386 számú szabadalmi leírás ilyen berendezést ismertet, a csúcsmagasság 10 mm, s az egymás melletti csúcsok távolsága szintén körülbelül 10 mm. A film minden barázdában a barázda talpa és a következő csúcs között (4 mm görbületi sugár) összenyomódik, viszont a barázdán belül egyéb helyzetekben nincs összenyomva. így nincs összenyomva az oldalfalak mentén sem. Ennek a lépésnek a monoaxiális orientáció létrehozása lehet az elsődleges célja, mivel a biaxiális orientáció ezt követően alakítható ki a síkfóliának olyan összekapcsolódó, barázdált hengerek közötti átvezetésével, ahol a barázdák tengelyirányúak (például a JP-B 4619831 számú szabadalmi leírás szerinti eljárásban). A 4116 892 számú US PS keresztirányú nyújtást ír le, olyan egymásba kapcsolódó barázdált hengerek révén, ahol a barázdák oldalfala kifelé dőlő. A nyújtás teljes egészében a csúcsoknak tulajdonítható, a kifelé dőlő oldalfal lényegében nem játszik szerepet a folyamatban.

Minden nyújtóhatás úgy a hivatkozott japán, mint az USA-beli szabadalmi leírás szerinti megoldásnál a csúcsok révén jön létre, és a kifelé nyúló oldalfalaknak gyakorlatilag egyáltalán nincs szerepe az eljárásban. Egy általában megfelelőbbnek talált mintánál függőlegesek az oldalfalak, ezáltal nagyobb teret engednek meg a film szabad mozgásához az összekapcsolódó csúcsok között.

Ilyen berendezésekről számolnak be az alábbi szabadalmi leírások: GB 1526722 és 1526723, különösen az 1 526 724 számú szabadalmi leírás.

Sajnálatos módon azonban ezeknél a berendezéseknél a csúcsok közötti távolság nem lehet túl kicsi, nem lehet például kevesebb, mint 2 mm, mert különben megnő a csúcsokon való mechanikai károsodás veszélye. Amennyiben a csúcsok közel vannak - 2 mm vagy valamivel több -, csak viszonylag vékony (200 vagy 300 g/m²) polimer lemezek dolgozhatók így fel.

Kívánatos lenne a csúcsokon való károsodás veszélyének csökkentése, s annak megoldása, hogy egyenletesebb profilú terméket nyerjünk, és/vagy nehezebb anyagok nyújtása is megvalósítható legyen. Kívánatos lenne továbbá, hogy már egy lépésben egyenletesebb hatást érjünk el, mint az a korábbiakban elérhető volt. Ezek a kívánalmak nem csupán az egyrétegű fólia keresztirányú nyújtásánál jelentkeznek, hanem megfelelő síkfóliák fibrillálásánál és többrétegű műanyag fóliák előállításánál is.

A 2376738 számú francia és az 1593 012 számú nagy-britanniai szabadalmi leírások eljárást és berendezést ismertetnek nagy szilárdságú és hosszanti behasrtással szemben ellenálló, orientált műanyag film előállítására, csomagolási célokra. A berendezésbe táplált tekercs és a termék szélessége kisebb, mint 1 cm. Egy tekercset préselnek egy barázdált hengerpár között, melyek egymásba kapcsolódó barázdái kifelé hajló oldalfalakkal és csúcsokkal rendelkeznek, a csúcsok közötti távolság 2,54 mm, és a csúcs és a csúcstól az anyagban lévő, az alapot képező vájatig 2,54 mm a távolság. A hengerek közé táplált anyag egy extrudált, lényegében rendezetlen anyagú tekercs. A barázdált hengerek közt való áthaladás után a hornyokkal ellátott tekercs hosszában megnyújtott, és egy szélességszabályozó eszköz biztosítja a tekercs egyidejű elvékonyítását.

A találmány szerinti megoldás végtelen polimerlemez-anyag nyújtására irányul, olyan eljárás keretében, melynek során az anyagot egymásba kapcsolódó, barázdált hengerek között vezetjük át, és ennek révén keresztirányú nyújtást valósítunk meg, s ahol olyan hengereket alkalmazunk, melyeket a barázdák spirálisan vagy körkörösen vesznek körül. A barázdák alapból, csúcsból és a kettő között lévő, kifelé dőlő oldalfalakból állnak. Miközben a síkfóliát nyújtjuk, az keresztirányú redőkbe rendeződik, amelyek lényegében a haladási irányba kiterjednek. Az egymás melletti csúcsok távolsága kevesebb, mint 3 mm; és az eljárás lényege, hogy a lemezanyag szélessége és a henger teljes hosszúsága egyaránt legalább 50 cm, és lemezanyagként olyan, olvadékorientált lemezanyagokból álló szendvicsszerkezetet használunk, ahol a szendvicsszerkezetet képző lemezek mindegyike főirányban orientált, és orientáltságuknak főiránya egymásra merőleges, s az összekapcsolódó barázdák oldalfalának egy része párhuzamos egymással, s így a síkfóliát e párhuzamos szakaszok mindegyikén a hengerek összenyomásával összepréseljük, olyan nyomással, amely lényegében egyenletes a hengerek palástjának egy alkotója, azaz a hengerek hossza mentén (tengelyhossznyomás) és legalább 17 kg/cm a henger axiális tengelyének vonalában; így a megnyúlást a feszítés és összenyomás kombinációjaként hozzuk létre.

A találmány szerinti berendezés tartalmazza az összekapcsolódó, barázdált hengereket - ahol a szom2

HU 216 328 Β szédos csúcsok távolsága kevesebb, mint 3 mm, s a barázdák oldalfalának egy része párhuzamos egymással s a megoldás lényege, hogy az egyik henger egy hosszú, több, mint 50 cm-es henger, a másikat pedig több rövid henger képezi, melynek mindegyike kevesebb, mint 50 cm hosszú, a rövid henger ferdén, hossztengelyén centiméterenként egyenletes nyomással van a hosszú hengerekhez nyomva, és axiálisan van elhelyezve úgy, hogy egymásba kapcsolódik a hosszú hengerrel, lényegében teljes hosszában és a hosszú henger legalább 50 cm-es hosszán, és a berendezés olyan eszközöket tartalmaz, melyek alkalmasak a hengerek együtt tartására nyomással, lényegében egyenletesen, a hengerek hossztengelye mentén, és legalább 17 kg/cm a nyomás a henger hossztengelyén, és így összenyomja a lemezanyagot mindegyik hengerpár párhuzamos oldalfalrészei között, lényegében egyformán, a lemezanyagot nyomással és nyújtással redőkbe kényszeríti feszítéssel és összenyomással.

A találmány szerinti megoldás alkalmazásával elérhető a nyújtási orientáció homogenitásának meglepő növekedése, s a szilárdsági tulajdonságok (különösen a szakítószilárdság, lyukadásállóság és az ütésszilárdság) nagymértékű növekedése. A találmány révén olyan vastag, szabályos filmek készíthetők, amelyeket a korábbi eljárásokkal nem lehetett kielégítő minőségben előállítani, illetve teljesen egységes, homogén, nem profilos, vékonyabb filmek készíthetők. A fólia fibrillálásával (például az eljárást megelőző felszúrással, vagy habosítás révén, vagy szemcséknek a filmben való jelenléte révén) finomabb és egyenletesebb fibrillációs mintázat hozható létre. Két síkfólia nyújtás közbeni ragasztásánál javul a ragasztás minősége. A csúcsokon való károsodás veszélye csökken.

A találmány szerinti keresztirányú nyújtást mint kalanderezési folyamatot lehet leírni, s magában foglalja mind a keresztirányú nyújtás, mind a kalanderezés folyamatait, míg a korábbi, hasonló eljárások csak nyújtásként jellemezhetők.

A nyújtóhatás akkor jelentkezik, mikor a film belép a hengerek közötti térbe, s gyakran a hengerek közötti tartózkodás során végig megmarad. Összenyomás akkor történik, ha a hengerpár nyomás alatt van.

Lényeges, hogy a csúcstávolság (mely a henger tengelyirányú hossza mentén mérhető) kicsi legyen, kevesebb, mint 3 mm, mivel a találmány előnyei nagyobb csúcstávolság esetén nem érvényesülnek.

A gyakorlatban a távolság 2 mm vagy annál kisebb érték, mivel 2 mm alatti távolságok esetén kapható a legjobb eredmény, s az eredmények a távolság növelésével romlanak. Például 2,5 mm általában a legtöbb anyaghoz és eljáráshoz kielégítő maximum. Ilyen kis csúcstávolságok esetén az oldalfalak hossza is kicsi (általában kevesebb 2 mm-nél), s ez is igen lényeges. A síkfólia hidegfolyása a nyomás alá helyezett párhuzamos szakaszokon csak kis távolságok esetén valósul meg. Ha az oldalfal sokkal hosszabb lenne 2 mm-nél, sokkal kevésbé egyenletes fóliaszerkezet lenne kialakítható. A csúcstávolság és az oldalfalak hossza általában 1-2 mm nagyságrendbe esik.

Előnyösen minden csúcs keresztmetszetének van egy lényegében hengeres szelvénye, melynek görbületi sugara 0,1-0,5 mm, gyakran 0,2-0,4 mm közötti érték. Előnyösen a csúcs görbületi sugara és a fólia vastagsága azonos nagyságrendbe esik. Például jó eredmények érhetők el, amennyiben a csúcs sugara 0,2 mm körüli, és a filmvastagság 200 μιη, de kielégítő eredmények érhetők el még 500 μπι-es fóliával is.

A barázda csúcsa és alapja belesimul az oldalfal lényegében egyenes szakaszába, mely általában az alap és csúcs közti távolság 25-75%-a. Ez az egyenes szakasz az, mely az egymásba kapcsolódó barázdák párhuzamos szakaszait alkotja. Általában célszerű, hogy a film nyomás alatt legyen az oldalfal lehető legnagyobb hányadán, de kielégítő eredmények érhetők el akkor is, ha ez az oldalfal magasságának csak kis hányada.

Az oldalfalak a tengelyhez képest 45-70° szögben teijednek ki, így az a szög, amelyet a falak a csúcsnál meghatároznak, 40-90°-os, kedvező esetben 50-60°os. A barázdák alapja előnyösen úgy van kialakítva, hogy a film ne legyen nyomás alatt a csúcs és a kapcsolódó alap között, azaz legyen egy kis tér a csúcson megnyújtott film és az alap között (a 2. ábrának megfelelően). A barázdák teljesen vagy lényegében körkörösen, illetve spirálisan helyezkedhetnek el. A barázdának a tényleges körrel, s egyben a haladási iránnyal bezárt szöge általában nem több 20°-nál, kedvező esetben 15° alatt marad, mivel abban az esetben, ha ez a szög túl nagy, nehéz a kielégítő átlapolási biztosítani. így a barázda előnyösen 70°-nál nagyobb szöget zár be a tengellyel.

A hengerek összekapcsolódó barázdáinak tökéletesen kell illeszkedniük, hogy az átlapolásnál ne szoruljanak. A hengereket acélból vagy más rideg anyagból, például edzett acélból készítik.

A keresztirányú nyújtás minden polimer síkfólia esetében részben az olvadékorientáció mértékétől és szögétől, a hengereket összenyomó erőtől, részben pedig a fólia vastagságától és a fóliának a hengerek közötti áthaladási sebességétől függ. A hengereket legalább 17 kg/cm tengelyhossznyomással szorítjuk össze. Ezzel hatásos keresztirányú nyújtást tudunk biztosítani, például legalább 10%-ot, viszonylag kis (5-10 m/perc) átbocsátási sebesség mellett.

Kedvező esetben azonban a hengereket 50 kg/cmnél nagyobb, általában 100 kg/cm-nél nagyobb, például 200-300 kg/cm, esetleg még nagyobb, 500 kg/cm vagy ezt is meghaladó egységnyi tengelyhosszerőnek megfelelő nyomással szorítjuk össze. így jó keresztirányú nyújtást érhetünk el nagy átbocsátási sebességekkel, például 40 ml/perc átbocsátási sebességet, vagy esetleg ennek dupláját, esetleg többszörösét alkalmazzuk. Előnyösen a síkfólia keresztirányú megnyúlásának mértéke a hengerek közötti egyszeri átvezetés során legalább 15%, például 50% vagy még több.

A megnyúlás mértéke úgy definiálható, mint a nyújtás előtti fóliaszélesség és a redőzött anyag középvonalban vett szélessége közötti különbség.

Annak érdekében, hogy a filmet a henger hosszának mentén mindenütt azonos nyomásnak tegyük ki, szük3

HU 216 328 Β séges, hogy az oldalfalpárok közötti távolságot a henger teljes hossza mentén azonosan tartsuk.

Kedvező esetben a párok közötti távolságeltérés ±5 pm, vagy legfeljebb 10-15 pm. Sajnálatos módon igen nehéz ilyen fokú precizitást megvalósítani például egy több, mint 50 cm-es henger teljes hosszán, s amennyiben nem sikerül a távolságok azonosságát biztosítani, a csúcsok károsodhatnak, letörhetnek, s az előállított fólia is rosszabb minőségű lesz. Még ha sikerül is egy hosszú hengert kielégítő pontossággal legyártani, a hengerek közötti vagy a hengerek mentén kialakuló kis és véletlenszerű hőmérséklet-eltérések a hengerek eltérő hőkiteijedését okozhatják. Az elhajlás következtében is nehéz nagyon hosszú henger mentén egyenletes nyomás alkalmazása.

A polimer anyag gyűrődései és szennyeződései megváltoztathatják a nyomásviszonyokat, és a csúcsok károsodását okozhatják.

Kedvező esetben legalább az egyik henger több rövidebb hengerből van összeállítva, s így kapcsolódik a hosszú vagy főhengerhez.

Az egymásba kapcsolódó, barázdált hengerek egyike egy hosszú henger, s a másik hengert több rövid henger együttese képezi, s ezeket előnyösen lényegében egymástól függetlenül nyomjuk azonos kg/cm tengelyhossznyomással a hosszú hengerhez, s úgy helyezzük el őket, hogy együttesen átfedik a hosszú henger teljes hosszát. Kívánt esetben egynél több hosszú hengert is elhelyezhetünk tengelyirányban, hogy a síkfólia teljes szélességét kiadja, de általában a kívánt síkfólia szélességének megfelelően egyetlen hosszú hengert és több rövid hengert alkalmazunk. Ily módon érthetjük el a találmány szerinti eljárás előnyeit, még akkor is, ha a fóliaszélesség, s így a főhenger hossza is meghaladhatja a 2 métert, lehet például 5 m vagy még több.

Általában három vagy több rövid hengert használunk, melyeknek hossza kevesebb, mint 50 cm, s az egyes hengerek csak a film egy részének nyújtásában vesznek részt; a rövid hengereket úgy helyezzük el, hogy a teljes filmet nyújtjuk, s esetleg kis átlapolási engedünk meg a nyújtott részek között. Gyakran előnyös, ha a rövid hengerek a lehető legrövidebbek, amennyire azt a szükséges tartó- és rögzítőrészek lehetővé teszik, például a rövid hengerek 4-15 cm hosszúságúak, mert ez megkönnyíti a széles fóliák megmunkálását és nagy nyomás alkalmazását.

Gyakran előnyös, ha például csak 1 -2 körkörös barázdát tartalmazó rövid hengert alkalmazunk. Minden rövid hengert egyedileg nyomunk a kívánt erővel a hosszú hengerhez, például rugókat, vagy előnyösebben hidraulitikus vagy pneumatikus eszközöket alkalmazva.

A síkfólia távollétében az egymásba kapcsolódó hengerek közötti direkt érintkezést el kell kerülni, s amennyiben a berendezést eltérő szélességű fóliákhoz, illetve olyan esetekben használjuk, ahol a szegélyek helyzete változik, igen előnyös, hogy a film egyik vagy mindkét oldalán a kis hengereket könnyedén ki tudjuk iktatni, illetve be tudjuk állítani például a hidraulikus vagy pneumatikus nyomás ki-, illetve bekapcsolásával. A rövid hengereket előnyösen kölcsönösen eltolt sorokban helyezzük el, a hosszirányú hengerhez képest különböző periferikus pozíciókban, olyan mértékű eltolást alkalmazunk, hogy a rövid hengerek összessége a hosszú henger teljes hosszának felel meg, esetleg kis átfedésekkel.

Célszerűen a rövid hengereket két kölcsönösen eltolt sorban helyezzük el a hosszú henger két ellentétes oldalán. A rövid hengerek ilyen elrendezése mellett a hosszú henger elhajlása minimális. A rövid hengerek végéhez közel, a hengerek közötti átfedés területének megfelelően, a rövid hengert elkeskenyítjük, hogy a nyújtóhatást egyenletessé tegyük.

A gyártás megkönnyítése érdekében a hosszú henger maga is több szegmensből állhat, amelyeket tengelyirányban egymáshoz rögzítünk.

Célszerűen a hengerszegmensek mindegyike a rövid hengerekhez illeszkedik, a csatlakozási helyeknél a szegmensek vagy részleges barázdában érnek véget, vagy előnyösebben csúcsrészben.

Annak érdekében, hogy ne kelljen túl nagy pontosságot alkalmazni a szegmensek összeerősítésénél, illetve azok erősebbé tétele érdekében, célszerűen a csatlakozó barázda vagy csúcsrészek valamivel, például 0,1-0,5 mm-rel szélesebbre vannak kialakítva, mint a barázdák vagy csúcsok teljes szélessége.

Az előbbiek miatti, az optikai és egyéb tulajdonságokban jelentkező kisebb szabálytalanságok a legtöbb felhasználási célra elfogadhatók.

Amennyiben a barázda spirális alakú, hajtott, egymásba kapcsolódó hengereket kell használnunk (vagyis meg kell hajtani a hosszú hengert és az összes rövid hengert is), de ha a barázdák kör alakúak, lehetőség nyílik arra is, hogy az egymásba kapcsolódó hengerek közül csak az egyiket hajtsuk meg.

így a rövid hengerek szabadon futhatnak. A rövid hengerek axiális hosszának csökkentése érdekében célszerű, hogy a hengercsapágyat vagy -csapágyakat a henger belsejében helyezzük el, és a rövid hengerek rögzített tengely körül forogjanak, amely tengelyt villás vagy más egyéb megfelelő tartó tart.

Abban az esetben, ha a rövid hengereket is szükséges hajtani, a hengereket flexibilisen egymáshoz kapcsolhatjuk, és ilyenkor szükséges lehet, hogy a csapágyak tengelyirányban a hengeren kívül legyenek.

A flexibilisen kapcsolt rövid hengereket flexibilis tengelyirányban meghajthatjuk például a szomszédos hengerek között elhelyezkedő tengelykapcsolók sorozatával. Ezek egy tárcsapárból állnak, amelyek nyúlványokat vagy egyéb egymásba kapcsolódó elemeket tartalmaznak, s ezek egymáshoz vannak nyomva, de tengely- és sugárirányban mindegyikük megenged egy kis játékot.

A meghajtás egy alternatív módszerénél a rövid hengerek egy közös hosszú hengermagon vannak elrendezve, ez utóbbi forgását a hengerekre egyenként rugalmas tengelykapcsoló viszi át. A tengelykapcsoló rugókat vagy gumit, esetleg egyéb rugalmas elemeket tartalmaz, melyek biztosítják, hogy a rövid hengerek a maggal együtt forogjanak, és melyek révén a magra kifejtett hengemyomás a hosszú henger felé átvivődik a rövid hengerek által.

HU 216 328 Β

Előnyösen a rugalmas tengelykapcsoló olyan vezetőelemeket is tartalmaz, amelyek a rövid hengereknek a maghoz képesti tengely-, illetve sugárirányú mozgását megengedik, de a tangenciális elmozdulást megakadályozzák.

Erre a célra például hengeres, barázdált acélelemeket alkalmazhatunk a gumival borított mag köré erősítve.

Ez a megoldás az egymásba illeszkedő szomszédos hengerek által alkotott nyújtózónák közötti határfelületeket szinte láthatatlanná teszi, hátránya azonban az, hogy meglehetősen nehéz nagy és egyenletes nyomást kifejteni általa.

Célszerűen a hengerpárok közül legalább egyet tengelyirányban kellő mértékben eltolható módon függesztünk fel azért, hogy a hengerek egymásba akadó fogainak önbeállása lehetővé váljon.

Például egy hosszú és több rövid henger esetén a hosszú hengert mereven rögzítjük, míg a rövid hengerek tengelyirányban elmozdulhatnak, és lehetővé teszik a hengerek önbeállását a tengely mentén.

Az előzőekben leírt módon előállított, redőzött síkfóliát még számos utókezelésnek vethetjük alá. Előnyösen az anyagot azonnal, tehát még a ráncok előzetes eltávolítása nélkül, hosszirányban megnyújthatjuk olyan mértékű nyújtással, mely elegendő a ráncok megszüntetéséhez. Ez a módszer nagyon egyenletes nyújtáshoz vezet, gyakran előnyös, ha a folyamatot alacsony hőmérsékleten, szobahőfokon vagy az alatti hőmérsékleten hajtjuk végre. Ez a módszer általában csökkenti a síkfólia kihasadásának veszélyét.

A kezdeti keresztirányú nyújtás, melyet általában hosszirányú követ, mikroszkopikus kezdeményeket, nyújtási zónákat hoz létre, s ezek olyan jó tulajdonságokat eredményeznek, hogy további kezelés nem feltétlenül szükséges. Ennek ellenére célszerűen az így kapott, hosszirányban nyújtott anyagot ismételten keresztirányban nyújtjuk.

A találmány szerinti eljárás ismételhető, előnyösen 50 °C-on vagy az alatt, s így olyan biaxiálisan orientált síkfólia nyerhető, melynek vastagsága igen egyenletes.

Alternatív módon megfelelő lehet az is, ha a síkfóliát keresztirányban nyújtjuk egy olyan következő (a találmány szerinti lépést követő) lépésben, melynek során hagyományos, összekapcsolódó, barázdált hengerek között - azaz olyan hengerek között, ahol mindegyik barázda körkörösen vagy spirálisan veszi körül a hengert, s a hengerek csúcspárokkal és oldalfalakkal jellemezhetők, s ahol a síkfólia nyújtása tulajdonképpen a csúcsokon történik anélkül, hogy az oldalfalak között nyomás alatt lenne. Minthogy a mikroszkopikus megnyúlási zónák a további nyújtás iniciátoraként hatnak, ezért jó eredmények érhetők el viszonylag durván barázdált hengerekkel, például 40-50 mm-es csúcstávolság esetén 50 °C alatti hőmérsékleten.

Előnyösen a síkfólia-szélesség - azaz a szélek közötti keresztirányú, lineáris távolság - a találmány szerinti első keresztirányú nyújtás után 100-130%, előnyösen az eredeti szélesség 100-110%-a, majd egy hosszirányú nyújtás után 70-100%, még kedvezőbb esetben az eredeti szélesség 100%-a; minden további, a barázdált hengerek felhasználásával végzett oldalirányú nyújtás a hosszirányú nyújtás utáni szélesség 110-200%-át, kedvező esetben 120—180%-át alakítja ki. Eképpen a keresztirányú szélesség az első kereszt- és hosszirányú nyújtás során gyakorlatilag változatlan marad, az utolsó keresztirányú nyújtás során viszont növekedhet.

A síkfólia mérete kezdetben normál körülmények között 1 mm alatt, általában 600 pm alatt van, előnyösen 500 pm alatt vagy fajlagos tömegben megadva előnyösen 600 g/m² alatti, illetve még kedvezőbb esetben 500 g/m²alatti érték. A fajlagos tömeg általában 200 g/m² feletti, a vastagság 200-300 pm, de lehet vékonyabb is, például egészen 100 pm-ig csökkenhet a vastagság. A polimer anyag előnyösen poliolefinszármazékot, előnyösen etilén- vagy propilénhomo-, illetve kopolimert tartalmaz, közelebbről vizsgálva izo- és szindiotaktikus polipropilén, nagy sűrűségű polietilén (HDPE) (gyakran nagy molekulatömegű), kis sűrűségű (LLDPE) és ezek keveréke, koextrudátuma lehet.

A polimer síkfólia több rétegből is állhat, melyek lehetnek egymáshoz kötöttek vagy egymáshoz nem kötöttek az eljárás előtt. Az egyik célszerű eljárásban a többrétegű síkfólia kétféle, egymáshoz köthető polimer anyag filmjéből áll, melyeket az eljárás során egyesítünk.

A találmány szerinti eljárás során végzett keresztirányú nyújtás, melyet a már leírt, hosszirányú nyújtás követ, nagyobb kötőerőket eredményezhet, mint az ismert, barázdált hengerekkel történő laminálási eljárások.

Az összekötendő fóliarétegek közül legalább az egyik koextrudált laminátum, amelynek a kötést létrehozó felületű oldala az anyagpár másik lapjával érintkezik. Optimális fizikai és egyéb mechanikai tulajdonságok általában akkor érhetőek el, ha az összes nyújtási lépést annál a hőmérsékletnél jelentősen alacsonyabb hőmérsékleten végezzük, mint amelyen a rétegelt anyag érintkező felületei maguktól is összeragadnának egyszerű érintkezésre.

A találmány szerinti eljárással feldolgozható fóliaanyag egy irányban orientált fóliák többszörös rétegéből áll, amelynek orientációs iránya egymáshoz viszonyítva merőleges. Az anyagok lehetnek mindegyik tengely irányában orientált lemezek egymásra merőleges orientáltsággal. így az eljárás eredményezheti a kívánt szerkezetű rétegelt fóliák biaxiális megnyúlását.

A keresztirányban rétegelt filmet előállíthatjuk valamely csőfólia olvasztásos orientálásával, majd a filmet az orientálás irányával szöget bezárva vágjuk fel egy spriális mentén. Ily módon ferdén orientált fólialapokat nyerünk, amelyeket hasonló módon készített lapokkal keresztirányban rétegzünk.

A kétirányú megnyújtás a két réteg összekapcsolásával is kombinálható a fentiekben leírtak szerint. Előnyösen a keletkező síkfólia egy keresztirányban laminált film, melyet a GB 1 526722 számú szabadalmi leírás ír le.

A találmány segítségével olyan polimer összetételek kezelése is lehetővé válik, melyek a korábban használtaknál ridegebbek, és a keletkező fólia vastagsága egyenletesebb, mint a korábbi eljárásokkal kapott fóliáké.

HU 216 328 Β

Általában kívánatos, hogy a síkfólia legalább egyik oldala a lehető legsimább legyen. A nyújtott síkfólia egyik oldalán meglepő simaság érhető el egy olyan eljárással, amelyben két vagy több elkülöníthető síkfóliából álló réteget egyszerre kezelünk, és a nyújtási eljárás után a rétegeket szétválasztjuk. A szétválasztható síkfóliának az a felülete, amely egymással érintkezett, kiváló felületi simasággal és tulajdonsággal rendelkezik. Például a felület felületi fénye megnőhet, súrlódási koefficiense megnő, javulhat a nyomtathatóság és a hő- és ultrahangos hegeszthetőség. Pásztázó elektronmikroszkóppal vizsgálva a felületet, a mikrotopográfiai részletek teljes hiánya a jellemző.

A rétegek egymástól való elválasztásának megkönnyítése céljából a szétválasztandó fóliapár közül legalább az egyik célszerűen koextrudált laminát, amelynek egy leválasztandó külső rétege van, mely az elválasztandó réteg felé néz.

Az elválasztóréteg bármilyen anyagból lehet, mely az elválasztást segíti.

Az anyag kiválasztásának további szempontjai, hogy a leválasztott síkfólia anyagok kívánatos felületi tulajdonságait javítsa, például a súrlódási és a hegeszthetőségi tulajdonságokat javítsa. Például hővel lezárható zacskók készíthetők oly módon, hogy a belső felület sima legyen (ez a jó zárási tulajdonságokat eredményezi), és az érdes felület kívülre essék (ez jobb egymásra rakhatósági stabilitást eredményez, mivel a por az érdes felület barázdáiban összegyűlik).

Más esetben a fényes réteg eshet kívülre is, a jobb nyomtathatóság érdekében. Két- vagy többrétegű anyag feldolgozása esetén a rétegek között nem csupán olyan anyagok alkalmazhatók, amelyek a rétegek elválasztását lehetővé teszik, hanem olyanok is, amelyek a rétegeket a fent leírt módon egymáshoz kötik. így a találmány szerinti eljárással számos réteg (köztük egy vagy több koextrudált film) kezelhető oly módon, hogy 2, 3 vagy több réteget összekapcsolunk, miközben a szomszédos rétegek egymásról leválaszthatók.

Például mindegyik szétválasztható, rétegelt anyag előállítható két koextrudált film - melyek mindegyike tartalmaz egy felületi réteget, legalább egy nyújtható s egy felületi összekötő réteget, s a felületi összekötő rétegek néznek egymás felé - összekapcsolásával biaxiális nyújtás során; és a rétegszétválás úgy biztosítható, hogy az érintkező filmek belső felületi rétegét megfelelően választjuk meg, vagy a két koextrudált fólia között külön szétválasztóréteget alkalmazzuk.

Ha - s ez az ilyen eljárásoknál elég gyakori - az összekapcsolódó hengerek között átvezetett síkfólia vastagsága elég nagy, a képződő redők elég mélyek, előnyös lehet, ha a redőzött fóliát olyan hőkezelésnek tesszük ki, mely zsugorodást vált ki legalább keresztirányban.

A síkfólia a szétválasztási folyamat előtt vagy után hőkezelhető.

Amennyiben az összekapcsolódó hengerek közötti átvezetés révén viszonylag keskeny megnyúlási zónák alakulnak ki, ezeknek erős hajlamuk van arra, hogy megfelelő hőmérsékletre melegítve összehúzódjanak, s így keresztirányban zsugorodást eredményeznek; így a keresztirányban nyújtott anyag vastagságbeli eltérései hőhatásra csökkenthetők vagy megszüntethetők.

Előnyösen a hőkezelés minimum 7% zsugorodást, gyakran minimum 12% zsugorodást eredményez keresztirányban. A zsugorodás mértéke általában 30% alatt van.

A hőkezelés történhet kemencében, de előnyösen az anyagot egy fütött hengerrel hozzuk érintkezésbe, s így ez stabilizáló hatást gyakorol a keresztirányú nyújtásra. Előnyösen a melegítés akkor történik, mikor a síkfólia hosszirányban még redőzött, s így egyenletes zsugorodás válik lehetővé, miközben az anyag a melegített hengerrel érintkezésbe kerül. A megfelelő hőkezelésről és a kezeléshez előnyösen felhasználható, keresztirányban laminált filmekről további információkkal az U.S. 4629525 számú szabadalmi leírás szolgál.

A találmány szerinti eljárásban laminált síkfólia előállításához különösen előnyösen használható főréteg nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilénből és lényegesen kisebb molekulatömegű, kis sűrűségű polietilénből áll. Ez utóbbi előnyösen kopolimerek és/vagy elágazó polietilének köréből választható, a szobahőmérsékleten lassú nyújtással tesztelve azonos vagy nagyobb a szakítási megnyúlása, mint a nagy molekulatömegű polietilénnek, s a komponensek homogén olvadékelegyének hűtésekor képes élesen elkülönülő mikrofázist képezve elválni a nagy molekulatömegű polietiléntől.

A polietilének keverési aránya előnyösen 25:75-től 75:25-ig terjed. A nagy molekulatömegű polietilénnél lényegesen alacsonyabb molekulatömegű polipropilén beékelődése szintén előnyös lehet a polipropilén és a polietilének össztömegére vetítve 0-70% közötti arányban.

A nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén (HMHDPE) olvadékfolyási indexe az ASIM D 1238-E szerint meghatározva 0,2 vagy ennél kisebb; kis sűrűségű polietilénként (LDPE) előnyösen lineáris, kis sűrűségű polietilént (LLDPE) alkalmazunk.

A találmány körébe tartozik továbbá az az eljárás, amelyben két vagy több elválasztható anyag laminátumát nyújtjuk, és az elváló rétegeket a nyújtás után választjuk szét. Ez az eljárás szétválasztás után olyan javított minőségű síkfóliát eredményez, amely egyik oldalán viszonylag kemény, másik oldalán viszonylag lágy polimert tartalmaz.

A főleg kemény anyagból álló oldal nagymértékben javítja a kopásállóságot és a szakítási tulajdonságokat.

A polimer anyag barázdált hengerek közötti nyújtásánál a kemény polimer réteg jelenléte mélyebb profilozottságot eredményezhet, de a találmány szerint elvégzett kísérletekben azt tapasztaltuk, hogy a barázdált hengerek közötti nyújtásnál az a síkfólia, amelynek a magjában volt a kemény polimer réteg, kisebb mértékű profilozottságot mutatott, mint azok, ahol ez a kemény réteg az egyik vagy mindkét felszínen helyezkedik el.

Ennek megfelelően előnyös, ha a kemény polimer a nyújtás alatt a síkfólia közepében vagy annak közelében helyezkedik el, s ugyanakkor a szétválasztási műveletnél előnyös, ha ez a réteg a felszín közelében van.

HU 216 328 Β

Például a viszonylag lágy anyag az egyik oldalon előállítható polietilének kombinációjaként, például az előzőekben leírtak alapján HMHDPE és LLDPE kombinációjaként; s a másik oldalon a viszonylag kemény anyag lehet tisztán vagy csaknem tisztán HMHDPE vagy alternatív megoldásként főleg polipropilén.

A találmányt a jobb érthetőség kedvéért a továbbiakban ábrák és példák kapcsán szemléltetjük közelebbről. Az 1. ábra körülbelül 20-szoros nagyításban mutatja egy, a GB 1 526 724 számú szabadalmi leírásnak megfelelő barázdált hengerrendszer egymásba kapcsolódó felületeit.

A 2. ábra hasonló nagyításban szemlélteti a találmány szerinti barázdált henger egymásba kapcsolódó felületeit.

A 3. ábra a találmány szerinti berendezés hengeroldali képe, a berendezés a találmány szerinti egymásba kapcsolódó hengereket és hosszirányú nyújtásra szolgáló hengereket egyaránt tartalmaz.

A 4. ábra a 3. ábrán bemutatott berendezés felső részének oldalnézeti vetülete.

Az 5. ábra a 3. ábrán szereplő, egymásba kapcsolódó hengerek felülnézeti képe, a tengelykapcsolók és egyéb részletek nélkül.

A 6-8. ábrák különböző síkfóliák keresztmetszetét mutatják, műszeres vizsgálatok után készült rajzokon, a 8. ábra a hagyományos technológiával készült minta képe.

Az 1. ábrán a 4 film keresztirányú nyújtására szolgáló A, B hagyományos, egymásba kapcsolódó hengerek, valamint a 3a, 3b alapból, 2a, 2b oldalfalból és la, lb csúcsból álló, körkörösen vagy spirálisan elhelyezkedő barázdák láthatók. Az la, lb csúcsok körülbelül 500 μπι szélesek, és távolságuk körülbelül 2 mm.

A 4 film 4’ helyen nyúlik az lb csúcsok körül, amennyiben az lb csúcs görbületi sugara kicsi, körülbelül a 4 film vastagságával esik egy tartományba, viszonylag relaxált állapotban van, s a 4” helyeken, az lb csúcsok között kevésbé nyúlik.

Amennyiben az lb csúcsok görbületi sugara sokkal nagyobb, mint a 4 film vastagsága, a nyújtás elsősorban az lb csúcsok közötti szakaszon történik.

A találmány szerinti megoldásban használt hengerek barázdázatát mutatja a 2. ábra.

Minden barázda a következő részekből áll: 6a, 6b alap, 5, 5b kifelé dőlő oldalfalak és 7a, 7b csúcs. Az egymással szemközti hengerek 5a, 5b oldalfalai hosszuk egy bizonyos részén párhuzamosak. A 6a, 6b alapok előnyösen olyan méretűek, hogy a 4 film nem szenved kompressziót a 7a csúcs és a 6b alap között, annak ellenére, hogy az 5a, 5b oldalfalak között összenyomódik.

Például a 6a, 6b alap oly módon alakítható ki, hogy egy kis 8 hézag legyen a 6a, 6b alap és a 4 film között. A 7a csúcsok közötti távolság előnyösen kevesebb, mint 2 mm.

A 3-5. ábrákon bemutatott berendezés egy hosszú, barázdált 9 hengerből és rövid, barázdált 10, 11 hengerek egymáshoz képest eltolt soraiból áll, a 9 henger két ellenkező oldalán. A hengerek mindegyike a 2. ábrán bemutatott barázdaprofillal rendelkezik. A 10 és 11 hengert a 12,13 karok tartják, amelyeket a 14 keretre rögzítenek. A 15 pneumatikus vagy hidraulikus működtetésű berendezés biztosítja, hogy a 10,11 hengereket a 9 hengerhez tetszőleges erővel lehessen hozzászorítani.

A gyakorlatban a 9 hengert hajtjuk meg (ez a meghajtás nincs az ábrán feltüntetve), és ez a 10, 11 hengereket a 4 film közvetítésével hajtja meg.

Mindazonáltal, amennyiben szükséges, a 10 és 11 hengerek a 16 rugalmas tengelykapcsoló segítségével meghajthatok.

A készülék hosszirányú nyújtóegységet is tartalmaz, amely a 3. ábra szerint négy sima 17, 18, 19, 20 hengerből áll, amelyeket olyan sebességgel hajtunk, hogy a kívánt nyújtási fokot elérjük.

A berendezés tartalmazhat még legalább egy további 21, 22 összekapcsolódó hengerpárt.

Ezek az elérni kívánt céltól függően 1. vagy 2. ábrán feltüntetett szerkezetűek lehetnek. Ha az 1. ábrán feltüntetett, hagyományos berendezést használjuk, a csúcsok távolsága kellően nagy lehet, például 40 mm, és a csúcsok szélessége olyan nagy, hogy a nyúlási hányados 1,8:1 vagy több lehet már egy nyújtási lépésben anélkül, hogy a hengerek felületén sérülések veszélye állna fenn.

Ilyen durva felületi mintázat esetén a korábbi eljárások használhatatlan eredményeket adnak. A jelen eljárásban jó eredmények érhetők el, melyet az magyaráz, hogy az első fázisban mikro-nyújtásizónák képződnek. A csúcsok azonban célszerűen a hegyeknél gömbölyítettek, félhenger alakban körülbelül 0,1-0,4 mm görbületi sugárral. A 9, 10,11 hengereket, és ha van, a 21,22 hengereket is kemény anyagból, például edzett acélból kell készíteni. A hengerek átmérője tipikusan az 50-250 mm tartományban található, általában 75-200 mm. Például a hosszú henger átmérője 150 mm lehet, s a rövid hengerek átmérője 100-1500 mm lehet.

A pontos egymásba kapcsolódás javítása érdekében a 10, 11 hengerek enyhe tengelyirányú mozgása megengedett. Az 5a, 5b oldalfalak közötti távolság ±5 μιηen belül azonos kell, hogy maradjon a 9 henger teljes hossza mentén. Egy tipikus berendezésben mindegyik 10 henger körülbelül 12 cm hosszú, a csúcsok közötti távolság 1,4 mm, a csúcsok sugara 0,2 mm, az oldalfalak által bezárt szög a csúcsnál mérve 55°.

A feldolgozandó 4 film előmelegített állapotban, például 35-50 °C-on lép be a készülékbe, s a hosszú 9 hengert körülbelül ugyanerre a hőmérsékletre hevítjük. A 17-20 hengereket is általában fűtjük, de előnyösen kisebb hőmérsékletre.

A 9, 10 és 11 hengerek közül kikerülő 4 film hosszirányban redőzött szerkezetű, amint ezt a 6. ábra mutatja. Az ábrán a nyomott részeken 240 μιη vastag, négyrétegű, keresztlaminált fólia látható. A 7. ábrán bemutatott anyag az 1. példában leírt kétrétegű keresztlaminátum, melynek mindkét rétege körülbelül 90 g/m² fajlagos tömegű, és szélessége a nyújtás előtt 300 mm, s a 2. ábrán feltüntetett konfigurációjú 9, 10, 11 hengerek közötti átbocsátással, a 6. ábrához hasonló redőzött szerkezetű. A redőzött szerkezet megszüntetése céljából hosszirányban jelentősen megnyújtottuk, majd az 1. ábrán bemuta7

HU 216 328 Β tott, négy további 1,8 mm csúcstávolságú hengerpár közötti átbocsátással tovább nyújtjuk, és ezt egy végső hosszirányú nyújtás követi.

A 8. ábrán szereplő filmet a 2. példával azonos film felhasználásával készítettük, és a 7. ábrán szereplő filmmel azonos eljárásnak vetettük alá, azzal az eltéréssel, hogy a 2. ábra szerinti barázdált henger helyett az 1. ábrán bemutatott típusú és 1,8 mm-es csúcstávolságú barázdált hengert használtunk a 2. ábra szerinti barázdált henger helyett. A filmet mindkét esetben a hagyományos barázdált hengerek közötti nyújtási lépések között hagytuk szabadon kiterjedni, eközben az hullámos alakját megtartotta. Az utolsó barázdált hengeres lépés és a végső hosszirányú feszítés között nem alkalmaztunk ilyen pihentetést.

Az össz-nyújtásiarány mindkét irányban körülbelül 1,4:1, s a végső méret 90 g/m².

Egyértelműen látható, hogy a 7. ábrán szereplő, a találmány szerint előállított film sokkal egyenletesebb vastagságú, mint a 8. ábrán szereplő, hagyományos barázdált hengerek felhasználásával előállított film.

1. példa

Két koextrudált filmet vezetünk át a 10 és 9 hengerek, valamint a 10-11 hengerek közötti résen (3. ábra); a barázdák csúcstávolsága 1,4 mm, a csúcsok görbületi sugara 0,2 mm, a henger átmérője 100 mm. A rövid hengerek 120 mm hosszúak.

A 20,21 barázdált hengerek csúcstávolsága 8 mm, a csúcs görbületi sugara 0,25 mm.

A film három részből áll, a jól hegeszthető felületi réteg a vastagság 15%-át adja, és LLDPE-ből áll, az ellentétes felszínen elhelyezkedő réteg a vastagság 10%-át adja, és 80% LLDPE-ből és 20% EPDM-ből áll a középső réteg, mely a vastagság 75%-át teszi ki, 50% HMHDPE-ből és 50% LLDPE-ből áll.

A filmeket úgy helyeztük el, hogy laminálórétegeikkel érintkezzenek.

A filmeket extrúziós tömlőfuvással állítjuk elő 240 °C-on 1:1 íüvási aránnyal, majd 45 °C-on, spirálisan vágva függőleges, keresztlaminált filmhez jutunk. A filmek fajlagos tömege 90 g/m², ez körülbelül 100 μιη vastagságnak felel meg.

A két filmet a 9, 10, 11 barázdált hengerek között 1,46 tonna/120 cm-es henger, azaz körülbelül 120 kg/tengelyhossz-cm hidraulikus nyomással vezetjük át.

A sebesség a készülékbe való belépésnél 10 m/perc, a légtér és az egyes hengerek hőmérséklete 35 °C. A filmet ezáltal keresztirányban nyújtjuk, s redős konfigurációjú terméket kapunk, ahogy a 6. ábrán látható.

A fóliát ezt követően anélkül, hogy a redők eltávolítására keresztirányban feszítettük volna, közvetlenül hosszirányba nyújtottuk, majd ismét négy lépésben keresztirányban (a 7. ábra magyarázatánál az előzőekben megadottak szerint), végül ismét hosszirányban nyújtottuk. Az így nyert konfigurációt mutatja a 7. ábra.

Az esőgolyóval (1 kg-os alumínium) mért ütőszilárdsága 90 g/m² film esetében 150 cm, míg a 8. ábrának megfelelő 87 g/m²-es film ütőszilárdsága 90 cm.

2. példa

Az 1. példában leírt eljárást ismételjük meg, azzal az eltéréssel, hogy a kezdeti keresztirányú nyújtás után befejezzük az eljárást, és a 9 hengeren kapott megnyúlási arányt regisztráljuk minden 12 cm-es hengeren különböző hidraulikus nyomások esetén.

Ezt az arányt úgy értelmezzük, mint a redőzött anyag középvonala hosszának viszonya a film nyújtás előtti szélességéhez.

A nyújtási arány 20% vagy 1,2 volt, még olyan kis erők esetén is, mint 17 kg/cm.

Az alábbi értékeket regisztráltuk: nyomóerő (tonna) 0,209 0,418 0,627 0,835 1,04 1,25 megnyúlás (%) 20 30 40 45 50 60

3. példa

A példa nagy erősségű keresztlaminált fólia előállításával foglalkozik, olyan ipari eljárás keretében, ahol a fólia laminálása és nyújtása kettős rétegvastagságban történik, majd az eljárás végén a rétegeket szétválasztják.

Mindkét réteg koextrudált film, mely az alábbi összetevőket tartalmazza:

(1) egy felületi réteg, mely leválasztórétegként működik a gyártás során, s egyben a hőhegesztési tulajdonságokat is javítja (a továbbiakban leválasztóréteg);

(2) egy további felületi réteg, mely a rétegek egymáshoz kötődését előmozdítja. Tömlőfóliát extrudálunk a szilárdságot biztosító főréteggel a közepén, s a két felületen az előbbiekben megadott leválasztó- és laminálórétegekkel.

A három réteg a film 75, 15 és 10%-át teszi ki. Az extrudált film fajlagos tömege 70 g/m².

A központi réteg a nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén (HMHDPE) - kereskedelmi nevén „Holstalen 9255” - és az 1,0 folyási indexű, lineáris, kis sűrűségű polietilén (LLDPE) - kereskedelmi nevén „Dowlex 2045” - 50-50% arányú, gondosan megválasztott kompozíciójából áll.

A leválasztóréteg 100%-a az előbbivel azonos LLDPE.

A laminálóréteg az előbb említett LLDPE és a kereskedelmi nevén „Nordel 1500” EPDM 70-30 arányú kompozíciója.

Az extrúzió hőmérséklete 240 °C, a gyűrű alakú extruder nyílásának átmérője 385 mm, a fuvási arány 1:1,2. A keletkező csőfóliát 45°-os szögben, spirál vonal mentén vágjuk fel. Négy ilyen, körülbelül 100 cm szélességű filmet rétegzünk egymásra, és vetjük alá nyújtásnak. Az egymással érintkező rétegek sorrendje az alábbi:

(1) laminálóréteg a laminálóréteghez, (2) leválasztóréteg a leválasztóréteghez, (3) laminálóréteg a laminálóréteghez.

Kezdetben a négy, még egymáshoz nem kötött film együttesét 40 °C-ra előmelegítjük egy hengerpáron, s így adagoljuk be az 1. példában és a 3. ábrán bemutatott készülékbe. A 9 hosszú henger 20 db 120 mm-es edzett8

HU 216 328 Β acél-szegmensből áll, ehhez két sor 10 hengerből álló rövid hengersor csatlakozik, a rövid hengerek szintén edzett acélból vannak, s mindegyikük a hosszú henger egy-egy szegmenséhez illik.

Minden szegmens mindkét végén fél barázdával zárul, mely 0,2 mm-rel szélesebb, mint a többi barázda félszélessége, ez a pontatlanságok hatását ellensúlyozza a henger összeállításánál. A szegmensek tengelyirányban szilárdan rögzítve vannak egy közös magra. A szegmensek és a rövid hengerek átmérője 150 mm. A hidraulikusan biztosított hengemyomás 1,46 tonna/rövid henger.

A film 25 m/min. sebességgel lép a hengerek közé. A barázdált 9 henger 40 °C-ra van melegítve. Az ezt követő hosszirányú nyújtást a 30 °C-os hengereken végezzük, a nyúlási arány 1,3:1 relaxált állapotban mérve.

A 21,22-nek megfelelő két hagyományos, barázdált hengerpár 1,4:1 arányú összes keresztirányú megnyúlást biztosít 30 °C-on. Ezeknek a hengereknek a csúcstávolsága 4 mm, és a csúcsok görbületi sugara 1 mm.

Az első páron való átvezetés után (de még a másodikon való átvezetés előtt) a redőzött filmet speciális hengereken pihentetjük. A barázdált hengerek között a nyújtás alatt a filmet hosszirányban enyhén feszítjük, ez lehetővé teszi, hogy az a hengerek között hosszirányban enyhén zsugorodjék, s így végül körülbelül 1,25:1 hosszirányú nyújtási arányt eredményez. A fóliákat ezután 30 °C-on további hosszirányú nyújtásnak vetik alá a redők eltűnéséig hagyományos, hosszirányú nyújtóhengereket használva.

A hosszirányú nyújtás után a laminátum gyakorlatilag feszültségmentes állapotban (a feszültséget speciális hengereken szabályozzák) lép be a szabad zsugorodást biztosító hőkezelő egységbe, amelyben először 30 °Con, keresztirányban nyújtjuk hagyományos, barázdált hengerpáron, ahogyan ezt korábban leírtuk, majd azonnal, még a szabályosan redőzött konfigurációban 80 °Cra felfutott, forró acélhengerre továbbítjuk, s innen két további 80 °C-os hengerre kerül.

A redők az egyenletes zsugorodást biztosítják, s a zsugorodásnál eltűnnek.

A forró hengerekről a laminátumot továbbra is gyakorlatilag feszültségmentes állapotban egy vízzel hűtött hengerre vezetjük. Végül a film egy szétválasztóhengereket tartalmazó berendezésre kerül, ahol két erősen laminált részre válik szét. A szétválasztási lépés előtt mind a négy film összetapadt az érintkező felületek majd minden pontján. A szétválasztást kis húzófeszültség mellett két pár szétválasztóhengerrel végezzük. Végül a kétrétegű laminátumot dobokra tekercseljük fel.

A barázdált hengerek egymásba kapcsolódását és a hosszirányú nyújtási tényezőt úgy állítjuk be, hogy a nyújtási hányados végső értéke mindkét irányban 1,4:1 legyen. A végső kétrétegű keresztlaminátum körülbelül 70 g/m² fajlagos tömegű.

Annak érdekében, hogy megvizsgáljuk, hogy milyen biztonsággal válik szét a négyrétegű laminátum két részre, abban az esetben, ha az előállítási folyamatban szabálytalanságok lépnek fel; különböző, szabálytalan alakú lyukakat vágtunk a filmre az utolsó keresztirányú nyújtási lépés és a hosszirányú nyújtás között. Annak ellenére, hogy az anyag a nyújtás hatására a lyukak körül deformálódott, a négyrétegű laminátum két rétegre való szétválasztásában nem okozott problémát.

A fenti eljárással nyert kétrétegű laminátumnak az a felülete, amely a nyújtás alatt a fólián belül volt, s a szétválasztásnál vált szabaddá, a továbbiakban az A felület, míg a laminátum másik felületét B felületnek nevezzük.

A két felület vizuális összehasonlítása azt mutatja, hogy az A felület jóval fényesebb, amikor napsugár esik az említett felületekre.

Egymással érintkező két A felület között a statikus súrlódási tényező körülbelül 2,5-ször akkora, mint két B felület között a statikus súrlódási koefficiens (lásd táblázat).

A fentiek a felület egyenletességének jelei, amely következésképpen a hegesztési tulajdonságokat is befolyásolja.

A találmány szerint előállított laminátumok scanning elektronmikroszkópos képe azt mutatja, hogy az A típusú felületek sokkal kevesebb mikroszkopikus szabálytalanságot mutatnak, mint a B felületek. Valószínűsíthető, hogy ez annak tudható be, hogy a mikroszkopikus felületi mélyedések mentén elhelyezkedő anyag a mélyedések által kifejtett hatás miatt túlzott nyújtást szenved, míg a mikroszkopikusan kicsiny kiemelkedések alig vagy nem nyúlnak meg.

Ezek a különbségek szignifikánsan csökkennek, amikor a két film felülete olyan szoros kapcsolatba kerül egymással, mint amilyen megvalósul a barázdált hengerek közötti keresztirányú nyújtás során az eljárásban alkalmazott hengemyomások esetén.

Statikus súrlódási koefficiensek:

	A/A	B/B
Haladási irányban	1,2	0,42
Keresztirányban	1,2	0,40

Keresztirányban hőhegesztett fóliák statikus szétválasztási ellenállása:

A/A: 2,2 kg/cm

B/B: 1,9 kg/cm

Megjegyezzük még, hogy az A és B felületek ugyanazt az LLDPE-típusú polimert tartalmazzák.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás folytonos síkfólia (4) nyújtására, melynek során egy vagy több síkfóliát (4) egymásba kapcsolódó, barázdált hengerek (9 és 10, 11) között keresztirányú feszítéssel átvezetjük; olyan hengereket (9 és 10, 11) alkalmazunk, melyeket a barázdák körkörösen vagy spirálisan vesznek körül, s a barázdák mindegyik oldalon alapból (6), csúcsból (7), s kifelé dőlő, a csúcs és az alap között elhelyezkedő oldalfalból (5) állnak; a síkfóliát (4) keresztirányban nyújtva redőkbe rendezzük, mely redők lényegében a haladási irányba terjednek ki; és a szomszédos csúcsok (7) közötti távolság legfeljebb 3 mm, azzal jellemezve, hogy a síkfólia (4) szélessége és a teljes hengerhosszúság együttesen legalább 50 cm,

HU 216 328 Β és a síkfólia (4) olvadékorientált, rétegzett szerkezetű anyag, ahol mindegyik rétegnek van egy orientálási főiránya, és orientációs főirányuk egymásra merőleges, az egymásba kapcsolódó barázdák oldalfalának egy hányada párhuzamos egymássá, a síkfóliát (4) e párhuzamos szakaszok mindegyikén, a hengerhosszúság mentén lényegében egyenletesen a hengerek összenyomásával összepréseljük, ehhez legalább 17 kg/henger tengelyhossz-cm nyomást alkalmazunk, s így a síkfóliát (4) feszítés és összenyomás kombinációjaként redőkbe nyújtjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan barázdált hengereket (9, 10 és 11) használunk, melyeknél a szomszédos csúcsok (7) távolsága 2 mm vagy még kevesebb.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a barázdák csúcsának (7) és alapjának (6) távolsága körülbelül 2 mm vagy kevesebb.
4. Az 1., 2. vagy 3. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy tengelyirányban eltolható, felfüggesztett hengert alkalmazunk, így az összekapcsolódó barázdák önbeállását lehetővé tesszük.
5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan hengerpárt alkalmazunk, melynek egyik tagja egy hosszú henger, a másik pedig rövid hengerek sorozata, melyeket egyenlő tengelyhossz-cm-re eső nyomással préselünk a hosszú hengerhez, s a rövid hengereket úgy rendezzük el, hogy azok tengelyirányú sorozata együttesen összekapcsolódik a síkfólia (4) teljes szélességén a hosszú hengerrel.
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a rövid hengerek lényegében függetlenül kapcsolódnak a hosszú hengerhez, és a rövid hengereket kölcsönösen eltolt sorokban helyezzük el, a hosszú hengerhez képest különböző periferikus pozíciókba.
7. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a rövid hengereket két kölcsönösen eltolt sorban helyezzük el, lényegében a hosszirányú henger átmérőjének két ellentétes oldalán.
8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan, közös tengelyre szerelt, rövid hengereket alkalmazunk, amelyek csapágyai a hengerek belsejében vannak.
9. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a rövid hengereket egy közös hengermagra szereljük rugalmas tengelykapcsolóval a mag és az egyes hengerek között, így a rövid hengereket a maggal együtt forgatjuk, és összekapcsoljuk a hosszú hengerrel.
10. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan rövid hengereket használunk, melyek mindegyike csupán egy vagy két, lényegében körkörös barázdát tartalmaz.
11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a redőzött síkfóliát tovább kezeljük úgy, hogy hosszirányban és/vagy keresztirányban nyújtjuk.
12. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a redőzött síkfóliát azonnal - megfelelően megválasztott - nyújtási aránnyal nyújtjuk hosszirányban, és így a redőket eltüntetjük.
13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a síkfóliát hosszirányban nyújtjuk, és szélességét az eredeti szélesség 70-100%-ára állítjuk be.
14. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hosszirányban nyújtott síkfóliát olyan összekapcsolódó, barázdált hengerek közötti átvezetéssel nyújtjuk keresztirányban, ahol a barázdák körkörösen vagy spirálvonal mentén terjednek ki; és a barázdákat csúcspárok és oldalfalak határozzák meg, s a síkfóliát keresztirányban nyújtjuk.
15. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hosszirányban nyújtott anyagot az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megismétlésével keresztirányban nyújtjuk.
16. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a síkfólia két összeférő fólia külön rétegeiből áll, s a laminátumot a folyamat során alakítjuk ki.
17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a két anyagnak legalább az egyike koextrudátum, melynek laminálórétege néz a másik síkfólia felé.
18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy minden nyújtási lépést alacsonyabb hőmérsékleten hajtunk végre, mint amelyen a síkfóliák felszínei az egyszerű érintkezés révén összetapadnak.
19. Az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyújtott anyag két vagy több szétválasztható fólia laminátuma, s a szétválasztható rétegeket az eljárás után választjuk szét.
20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy minden szétválasztható fóliapár egyik tagja olyan koextrudált laminátum, melynek leválasztórétege a fóliapár másik tagja felé áll.
21. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a síkfólia főrétege nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén és lényegesen kisebb molekulatömegű, kis sűrűségű polietilén keverékéből áll.
22. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás során előállított síkfólia lényegében redőmentes.
23. A 22. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előállított síkfóliát hosszirányban nyújtjuk.
24. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hosszirányú nyújtás után a síkfólia eredeti szélességét változatlanul hagyjuk.
25. Berendezés legalább 50 cm szélességű, folytonos polimer síkfólia keresztirányú nyújtására, amely egymásba kapcsolódó, barázdált hengereket (9, 10, 11) tartalmaz, amelyeket a barázdák körkörösen vagy spirálisan körülvesznek, és a barázdák mindegyik oldalon alapból (6), csúcsból (7) és a csúcs (7) és az alap (6) között elhelyezkedő, kifelé dőlő (5) oldalfalakból állnak; a szomszédos csúcsok (7) távolsága legfeljebb 3 mm, azzal jellemezve, hogy a hengereket (9, 10, 11) hosszú hengerek (9) és rövid, 50 cm-nél rövidebb hengerek (10, 11) sorozata képezi, mely utóbbiak egyenlő tengelyhossz-cm-re eső nyomással vannak a hosszú hengerhez (9) nyomva, s a rövid hengerek (10, 11) tengelyirányban elhelyezett sorozata együttesen legalább 50 cm hosszúságú, az egymásba kapcsolódó barázdák oldalfalainak van lényegében egymással párhuzamos szakasza; és a

HU 216 328 Β berendezés a hengereket (9, 10, 11) a tengely hossza mentén lényegében egyenletesen összenyomó eszközökkel rendelkezik, s a hengereket (9, 10, 11) összenyomó erő legalább 17 kg/henger tengelyhossz-cm.
26. A 25. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szomszédos csúcsok (7) távolsága körülbelül 2 mm vagy kevesebb.
27. A 25. vagy 26. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rövid hengerek (10, 11) lényegében függetlenül kapcsolódnak a hosszú hengerhez (9), és kölcsönösen eltolt sorokban vannak elhelyezve a hosszú hengerhez (9) képest különböző periferikus pozíciókban.
28. A 25-27. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rövid hengerek (10, 11) két kölcsönösen eltolt sorban vannak elhelyezve, lényegében a hosszú henger (9) átmérőjének két ellentétes oldalán.
29. A 25-28. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rövid hengerek (10,

11) egy közös hengermagra vannak felszerelve, rugalmas tengelykapcsolóval (16), és a rövid hengerek (10, 11) a maggal együtt forognak, és összekapcsolódnak a hosszú hengerrel (9).
30. A 25-29. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az egymásba kapcsolódó, barázdált hengerekből (9, 10, 11) kilépő anyagot hosszirányban megnyújtó hengercsoportja (17, 18, 19, 20) van.
31. A 30. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy további egymásba kapcsolódó, barázdált hengerpárral (21, 22) rendelkezik, melynek barázdái lényegében körkörösen vagy spirálisan kiterjednek a henger mentén.
32. A 30. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nyújtás előtt több fóliából (4) álló, szendvicsszerű, egymástól független rétegek összehozására alkalmas eszközei vannak, és a nyújtott fólia két vagy több filmmé való szétválasztására szolgáló elemekkel is rendelkezik.