HU217880B - Keresztezetten laminált filmek, eljárás azok folytonos szalagjának előállítására, eljárás és berendezés folytonos polimer film nyújtására - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti keresztezetten laminált film legalább két,orientálható és hőre lágyuló, polimer anyagú filmből áll, bennemindegyik film egy tengelyűen vagy aszimmetrikusan kéttengelyűenorientált, az egyes filmek főiránya egymást keresztező, és akeresztezetten laminált anyag a barázdákra merőleges irányú, változónyújtási arányoknak megfelelő vastagságváltozás révén kialakítottbarázdamintázattal rendelkezik. A mintázat a laminátum átlagosvastagságánál vastagabb bordákból áll, amelyek egy, általában homorúés egy, általában domború felülettel rendelkeznek, amelyek a bordahosszirányára keresztirányban a bordákat elhajlítják; a bordákszéleiben vagy a velük szomszédos anyag feszültségmentes állapotában aborda irányával ellentétesen meghajlított, így a két szomszédos bordaközötti anyag általában kiegyenesített. A nyújtási lépéshez barázdálthengerek érintkezési vonalán keresztül a polimer anyag egyik vagymindkét oldalára fluid közeg áramát irányítják. A folytonos polimerfilm biaxiális nyújtásához a filmen lévő hullámok távolságát és abarázdált hengerek közötti távolságot egymáshoz igazítják, vagy azelső és második formakialakítási eljáráshoz azonos barázdatávolságúbarázdált hengereket használnak. A berendezés barázdált hengerekbőlálló filmformáló, sima hengerekből álló nyújtó-, majd ismét barázdálthengerekből álló filmformáló egységeket tartalmaz. ŕ

Description

A találmány tárgya keresztezetten laminált filmek, eljárás azok folytonos szalagjának előállítására, eljárás és berendezés folytonos polimer film nyújtására.

Az orientált filmekből készült, keresztezetten laminált anyagok előállítására több eljárás ismert, ilyen eljárást ír le például a GB-A-1,562,722 számú brit szabadalmi leírás. Ennek az ismert megoldásnak megfelelően az anyag a keresztezett laminálást megelőzően általában egytengelyűén orientált olvadék, melyet a keresztezett laminálás után, előnyösen közel szobahőmérsékleten kéttengelyűen orientálnak. Az olvadékorientáció nagyon gyenge lehet, azonban minden esetben sor kerül olyan polimerek keverékeinek az alkalmazására is, amelyek az olvadékorientáció hatása alatt kellőképpen inkompatibilisek egy olyan, két- vagy többfázisú polimerszemcse képződésére nézve, amely szemcse jelentős hatással van a végső, keresztezetten laminált anyag szilárdságára. A beszakítószilárdság fokozása érdekében a filmek között általában egy gyenge kötés van, amely azonban foltokban vagy csíkokban kiegészíthető egy erős kötéssel.

A fentiekben hivatkozott találmány tárgyát egy olyan filmanyag képezi, amely minden szempontból nagy szilárdsági jellemzőkkel rendelkezik. Lényeges alkalmazási területei egyike a zsákok és más, ehhez hasonló csomagolóanyagok előállítása során történő felhasználás.

Ugyancsak a fentiekben hivatkozott brit szabadalmi leírás értelmében az olvadékorientált filmek keresztezett rétegelését követő keresztirányú nyújtást előnyösen úgy végzik, hogy az összeillesztett rétegeket olyan, kölcsönösen egymásba kapcsolódó, barázdált hengerek sorozatain juttatják keresztül, amely hengerek barázdái annyira finoman megmunkáltak, amennyire az gyakorlati szempontból csak lehetséges. Az összeillesztett rétegeket általában (de nem szükségszerűen) a barázdált hengerekkel végzett nyújtási lépések előtt, közben vagy után sima hengerek között folyamatosan hosszirányban nyújtják.

(Megkülönböztetést kell tennünk a rétegelés két típusa között. Az úgynevezett „réteg-összeillesztés” esetében alkalmazható ugyan kötés a filmek között, azonban ilyen kötés kialakítása nem kötelező jellegű. Ugyanakkor az úgynevezett „laminálás” során minden esetben kötelező jelleggel sor kerül ilyen kötés kialakítására).

Az optimális energiaelnyelő tulajdonságok (amilyen például az ütés okozta beszakítással szembeni ellenállás) elérése érdekében a keresztezetten végzett rétegösszeillesztést követően a különféle nyújtási lépéseket előnyösen lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten végzik, mint amilyen a filmek olvadásihőmérséklet-tartománya, sőt, a nyújtási lépések még normál szobahőmérsékleten is végrehajthatók.

Még mindig a fentiekben hivatkozott brit szabadalmi leírás szerinti megoldás értelmében, az egytengelyű vagy aszimmetrikus kéttengelyű olvadékorientációval rendelkező filmek keresztezett rétegelése (laminálása) ellenirányban forgó szerszámrész alkalmazása mellett már az extrudálási eljárásban elvégezhető, azonban megvalósítható az olvadékorientált, cső alakú filmek spirális vágása útján is. A cső alakú filmek főleg hosszirányukban olvadékorientáltak, s a megszilárdulásuk után 45 fokos szögben történik a spirális vágás, majd ezt követően úgy végzik a réteg-összeillesztést, hogy az említett főirányok keresztezzék egymást (azaz, ha az előzetes vágás szöge 45 fok volt, a főirányok egymásra merőlegessé válnak).

Ehhez kapcsolódóan a WO-A-89/12533 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés különösen praktikus módszereket ismertet a cső alakú filmek spirális vágására, továbbá eljárást közöl olyan olvadékorientáció megvalósítására is, amely - kívánt esetben

- merőleges lehet a film gyártási irányára (azaz a film folytonos irányára). Az utóbb említett eljárás során először egy csavarmozdulattal kihúzzák a cső alakú filmet az extrudálószerszámból, miáltal a cső alakú film olyan olvadékorientációt kap, amely szöget (például 30 fokos szöget) zár be a cső tengelyével, majd ezt követően a cső alakú filmet spirálisan vágják, oly módon, amely megnöveli a gyártási irány és az olvadékorientáció főiránya közötti szöget. Ennek megfelelően, ha a fentiekben említett példát alkalmazva a „csavarás” 30 fok alatt, ugyanakkor a vágás 60 fok mellett történik, a spirális alakban történő vágás után az olvadékorientáció merőlegessé válik a gyártási irányra. Az így nyert filmet ezt követően folyamatosan lehet réteg-összeillesztéshez használni, azaz szendvicsszerkezetet képezni egy olyan filmmel, amely főleg a hosszirányába (gyártási irányába) orientált. Ezáltal egy merőleges keresztezésű elrendezés alakul ki.

A hivatkozott szabadalmi leírásban a találmány tárgyának megjelölésénél, illetve a fő igénypont tárgyi körében megadott jellemzők egyike az, hogy a keresztezetten laminált anyag olyan barázdamintázattal rendelkezik, amelyet a vastagságváltozások (vastagságingadozások) alakítanak ki. Az ilyen mintázat mindig a barázdált hengerek közötti nyújtás eredményeként alakul ki

- kivéve, ha előzetesen különleges óvintézkedések történnek (az utóbbiakat a leírás későbbi részében részletesen tárgyaljuk). A korábbiakban hivatkozott brit szabadalmi leírás kitanítását követve (lásd az ottani 8. és 9. ábrát), ezek a hosszirányban barázdált mintázatokat létrehozó vastagságváltozások a barázdált hengerekkel végzett nyújtás egyes lépéseiben a nyújtási mintázatok közötti interferencia eredményeként rendszertelenül jelentkeznek. Amennyiben a vastagságváltozás nem túlzottan nagy mértékű, a barázdált minta pozitív hatással lehet a beszakítószilárdságra, továbbá némileg pozitív hatással lehet még az önhordó képességre (azaz az anyag folytonos irányára merőleges vonal felett végzett hajlításkor az anyag merevségére).

Ugyanakkor, ha a vastagságváltozások rendszertelen mintázata túlságosan nagy mértékű, ez igen hátrányos hatással lehet az UV-stabilitásra, a nyomtatásra való alkalmasságra, valamint a nedvesség, az aromaanyagok és az illékony anyagok (gőzök) áthatolásával szembeni ellenálló képességre.

Az említett technológia egy speciális jellemzője, hogy az egyedi filmeket össze lehet zárni oly módon, hogy barázdált hengerek között együttesen nyújtják

HU 217 880 Β a filmeket keresztirányba. Az együttes nyújtás hatása a filmek megfelelő felületi rétegeivel szabályozható. A filmeket ennek érdekében már eredetileg együttes extrudálással (koextrudálással) állítják elő. A koextrudálási eljárás során gondoskodnak arról, hogy a végső laminált anyag a kívánt, vagy szükséges tulajdonságokkal rendelkező vékony felületi rétegeket, közelebbről fokozott hőzárást biztosító rétegeket vagy a súrlódási tulajdonságokat szabályozó rétegeket kapjon.

Az ismert eljárás továbbfejlesztéséről számolnak be az US-A-4 629 525 szabadalmi leírásban. Egy olyan stabilizáló eljárást ismertetnek, amelynek során egy, a fentiekben említett típusú, keresztezetten laminált anyagot melegítenek, miközben engedik az anyagot keresztirányban (azaz a laminátum és a barázdált hengerekkel kialakított barázdák folytonos irányára keresztirányban) legalább 7%-kal zsugorodni, valamint előnyösen a hosszirányú zsugorodást is lehetővé teszik. A stabilizáló hatás abban nyilvánul meg, hogy a hidegen nyújtott laminátum a további alkalmazások vagy a tárolás során normál hőmérsékleteken nem lesz hajlamos a zsugorodásra. Emellett a stabilizáló hatás mellett azonban az említett eljárás bizonyos mellékhatásokat is okoz. Ezek egyike, hogy a fentiekben említett vastagságváltozás (a barázdáltságot létrehozó hatás) igen nagy mértékben lecsökken, mivel a keresztirányú zsugorodás főként ott jelentkezik, ahol az anyag keresztirányban túlnyújtott. Egy másik lényeges mellékhatást jelent az, hogy keresztirányban jelentősen megnő a folyáshatár. A harmadik mellékhatás úgy jelentkezik, hogy a spirálisan vágott filmeknek a barázdált hengerek közötti egyesítése útján eredetileg létrehozott rétegek közötti gyenge kötés erőssége megnő.

A keresztirányú kontrakció előnyösen úgy érhető el, hogy a keresztezetten laminált anyagot megfelelő méretre redőzve egy melegített hengerre adagolják (ahonnan az anyag további melegített hengerekre juthat), s ily módon a redőzés fokozatosan eltűnik, miközben a keresztezetten laminált anyag összehúzódik.

A hivatkozott szabadalmi leírás a keresztezetten laminált anyagok ezen típusánál alkalmazható koextrudált film főrétegéhez felhasználható előnyös polimerkeverékeket is ismertet, közelebbről: nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén és az előbb említettnél lényegesen kisebb molekulatömegű lineáris, kis sűrűségű vagy lineáris, kis sűrűségű típusú polietilén keverékeket, amelyekhez adott esetben még polipropilén is adható (ezeknek a keresztezetten laminált anyagoknak a pontosabb definíciója megtalálható a hivatkozott szabadalmi leírás 25-29. igénypontjaiban).

Végül az említett szabadalmi leírás kitér arra is, hogy a zsákgyártás céljaira szolgáló, keresztezetten laminált anyagokat olyan, olvadékorientált, cső alakú filmekből kell készíteni, amelyeket 45 fok helyett 10 fok és 35 fok közötti szög alatt vágnak.

A korábbiakban ismertetett keresztezett laminálási technológia általános megoldásának további módosításait írja le a WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés. Az ebben ismertetettek értelmében legalább az első barázdált hengerpámak speciális felépítése és feladata van. A finoman megmunkált, kör alakú fogazatok ferde oldalfalakkal rendelkeznek, az együtt dolgozó, barázdált hengereken lévő oldalfalak nagyon pontosan illeszkednek és nagy hengemyomás alatt működnek, s ily módon a keresztirányú nyúlás nem csak a nyújtás eredményeképpen jön létre, hanem abban szerepet játszik a laminált anyag és az összeillesztett réteg (szendvics) összenyomása (préselése) vagy „oldalsó kalanderezése” is (ennek részletes ismertetése megtalálható a hivatkozott szabadalmi leírásban).

A fenti módszer segítségével lehetővé vált az említett típusú, keresztezetten laminált anyagok jobb minőségben és lényegesen nagyobb mennyiségben történő üzemi előállítása. A nagyobb gyártási kapacitást az tette lehetővé, hogy ennek az eljárásnak a során két vagy több keresztezett laminátumot lehet együtt gyártani, amelyek azután a gyártási folyamat végén egymástól elválaszthatók.

A találmány kidolgozása során felhasználtuk a technológiában a WO-A-89/10312 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentésben ismertetett, a zsákok hőzárásával (hegesztésével) szomszédos helyzetben elvégzett dombornyomást, amelyet úgy alkalmazunk, hogy lökéscsillapító vagy energiaszabályozó hatás jön létre, miáltal fokozódik a por alakú vagy granulált áruféleségekkel töltött és orientált vagy merev filmanyagból készült, lehegesztett zsákok ejtési szilárdsága.

A korábbiakban hivatkozott szabadalmi leírások szerinti találmányok kombinációjával ipari méretekben és gazdaságosan végrehajtható eljárás útján elő tudunk állítani olyan, 60-80 gm~² sűrűségű, keresztezetten laminált anyagokból készült, lehegesztett, nagy igénybevételre szánt zsákokat, amelyek a folyáshatár, a szakítószilárdság, az átlyukadással szembeni ellenálló képesség, a beszakadási szilárdság és az ejtési szilárdság tekintetében felülmúlják az alacsony sűrűségű vagy a lineáris, alacsony sűrűségű, kétszeres méretű, polietilénből készült zsákokat. Ugyanakkor az ilyen méretű („vékonyságú”), keresztezetten laminált anyag önhordó képességének hiánya miatt az ilyen zsákokat a piac nem fogadta el, mivel a töltéssel (zsákolással) kapcsolatos gépi vagy kézi műveletek túlságosan bonyolultnak vagy megbízhatatlannak bizonyultak. (Ezzel kapcsolatban még megjegyzendő, hogy egy tetszés szerinti vastagságú film önhordó képessége - amely a film merevségének az eredménye - a film vastagságának négyzetével arányosan változik.)

A fentiekből következően a találmány elsődleges tárgya egy olyan (a fentiekben részletezett típusú), keresztezetten laminált anyag, amely az ismertekhez képest lényegesen megnövelt önhordó képességgel rendelkezik.

A találmány szerinti terméket az jellemzi, hogy a mintázat olyan bordákból áll, amelyek vastagabbak, mint a laminátum átlagos vastagsága, és amelyek egy olyan, általában homorú és egy olyan, általában domború felülettel rendelkeznek, amelyek a borda hosszirányára keresztirányban a bordákat elhajlítják, továbbá a bordák széleiben vagy a bordák széleivel szomszédos helyzetben lévő anyag feszültségmentes állapotában a

HU 217 880 Β borda irányával ellentétesen meg van hajlítva, és a két szomszédos borda közötti anyag általában kiegyenesített alakot kap. A vastagabb bordáknak a közvetlen mellettük lévő anyaggal együttes, speciálisan ívelt formája, nevezetesen a borda főtestében az egyik oldal felé irányuló, míg a borda határain az ezzel ellentétes irányú hajlat nagy merevséget biztosít abban az esetben, ha a keresztezetten laminált anyag egy keresztirányú egyenes körül elhajlik, ugyanakkor a bordák közötti kisebb vastagságok a hosszirányú egyenes körüli elhajlást segítik elő, ami ugyancsak lényeges a keresztezetten laminált anyag kézi vagy gépi kezelésekor, mivel ennek során egy ívanyag megfelelően nagy önhordó képessége gyakori követelmény, tekintettel arra, hogy a műveletet végző személy vagy az ívlerakó szerkezet a művelet ideje alatt rendszerint enyhén meghajlítja a lapot.

A bordák előnyösen a lap teljes szélességének megfelelően, általában szabályos mintázatban vannak elrendezve. Meg kell azonban jegyezni, hogy az - alábbiakban részletezendő - eljárás meglehetősen érzékeny lehet különféle eljárási paraméterek változásaira. Ezzel magyarázható, hogy az eloszlás és a bordaforma szabályozottságától esetenként meglehetősen jelentős eltérés tapasztalható.

Attól függően, hogy milyen célra kívánjuk felhasználni a keresztezetten laminált anyagot, az ívelt bordák - váltakozó elrendezésben - kiemelkedhetnek a keresztezetten laminált anyag mindkét oldalán lévő felületekből, vagy pedig csak a keresztezetten laminált anyag egyik oldalán.

A találmány továbbá a fentiekben már hivatkozott, WO-A-89/10312 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentésben ismertetett nyújtási eljárás javítását célozza, amely módosítás egyrészt igen előnyösen befolyásolja az ívelt bordaszerkezet gyártásának hatékonyságát, másrészt azonban az így elért nyújtás igen magas fokú rendezettsége más területeken is felhasználást talál.

A találmány ezen, második tárgyának megfelelően egy olyan megoldást dolgoztunk ki, amelynek során folytonos polimer lapanyagot biaxiálisan nyújtunk.

A találmány szerinti eljárást az ívelt bordaszerkezet és annak előállítási eljárása általános leírása után részletesebben fogjuk ismertetni.

Visszatérve tehát a találmány elsődleges tárgyához, az ívelt bordákkal rendelkező laminátum esetében a szomszédos bordák közötti átlagos távolság a bordacsúcsok között mérve és átlagolva előnyösen 1 és 10 mm.

A bordák határai közötti ellapított anyag átlagos vastagsága legalább 15%-kal és előnyösen legalább 30%kal kisebb, mint a borda legnagyobb vastagsága. (A bordák határai alatt azokat a helyeket értjük, ahol a borda vastagsága azonos egy, a bordát és még további szomszédos bordákat magában foglaló helyi tartományon belül a keresztezetten laminált anyag átlagos vastagságával.)

A laminátum felületének egy adott pontján a vastagság alatt azt a legrövidebb távolságot értjük, ami az említett pont és az ellentétes felület között van. A bordákon belül a vastagság általában nem azonos az adott ponton a felületre merőleges távolsággal, mivel a két felület nem párhuzamos.

Az anyag átlagos vastagságának megállapításához megmérjük a (feszültségmentes állapotban lévő) anyag meghatározott területének tömegét, majd a laminátum előállításához felhasznált polimer anyag átlagos sűrűségének ismeretében kiszámítjuk az anyag átlagos vastagságának értékét. Ily módon a laminátum egész síkjára merőleges irányú, átlagos vastagságot határozzuk meg.

A bordák vastagságmérete és az anyag átlagos vastagsága közötti összehasonlítás során figyelembe kell venni, hogy az extrudált filmanyag vastagságában szokásosan elég jelentős (általában legalább ±5%, gyakran ±10%) eltérések vannak, valamint a hajlításhoz használt barázdált hengerek a szélekhez képest kisebb mértékű nyújtást eredményeznek az anyag közepén, továbbá a barázdált hengerekkel végzett nyújtást követően és szokásosan banánhengerekkel végzett szétterítési művelet a középen a leghatékonyabb. Az előbbi tényezők figyelembevétele miatt az összehasonlítást egy adott helyi környezetben kell végezni, nem pedig a keresztezetten laminált anyag egészének átlagos vastagságára vonatkoztatva.

Általános megfogalmazásban azt mondhatjuk, hogy a találmány szerinti laminált film elválaszthatatlan részét képező vastagságváltozások nem csökkentik jelentősen a szilárdsági jellemzőket, így például a maximális szakítószilárdságot, a folyáshatárt, az átlyukadással szembeni ellenálló képességet, a beszakítószilárdságot és az ütési szilárdságot. Ennek az a magyarázata, hogy a hosszirányú egyeneseket formázó részekben lévő kisebb vastagságot kompenzálja a magasabb fokú keresztirányú orientáció. Ugyanakkor azonban porított vagy granulált áruval töltött és lehegesztett zsák ejtési szilárdságát igen negatívan befolyásolhatják a nagyon vékony részek. A hegesztés vonalában a hegesztés ideje alatt az anyag megolvadt, miáltal teljes egészében vagy legalább nagyobb részben elveszítette az orientációját, aminek következtében ezt követően a hegesztési vonallal közvetlenül szomszédos egyenes mentén a zsák elszakad. Erre való tekintettel a találmány szerinti egyik előnyös megoldás értelmében a helyi vastagság általában legalább a laminátum átlagos vastagságának 30%-a, és előnyösen legalább a laminátum átlagos vastagságának 50%-a.

A borda homorú oldalán a két tangenciális sík közötti szög a borda két széléhez közel, ott, ahol ez a szög maximális értékű - nevezetesen a 3. ábrán látható „v” szög -, a különböző bordák átlagát tekintve előnyösen legalább 10 fokos és még előnyösebben 35 fok és 90 fok közötti értékű.

Ennek nagy jelentősége van az önhordó kapacitás szempontjából, de emellett egy kiemelkedést is biztosít a keresztezetten laminált anyagnak, továbbá függőleges nyomás esetén rugalmassá teszi az anyagot. Az ilyen kiemelkedés és rugalmasság igen lényeges a keresztezetten laminált anyag kezelése szempontjából, s így ugyancsak a találmányhoz tartozik.

Az a körülmény, hogy a bordák széleiben vagy a bordák széleivel közvetlenül szomszédos helyen lévő

HU 217 880 Β anyag felületei az anyag feszültségmentes állapotában a bordákban lévő megfelelő felületekhez képest ellentétes irányban hajlanak el, azt eredményezi, hogy a keresztezetten laminált anyag általában inkább sík, nem pedig hullámos megjelenésű. Például a keresztezetten laminált anyagban a bordának az a felülete, amely a bordában domború, a borda szélénél vagy a borda széléhez közel (általában közvetlenül a borda szélén túl) homorúvá válik. Ez aztán lényegében homorú maradhat a szomszédos bordáig vagy a szomszédos borda közeiéig, például, ahol a két borda a keresztezetten laminált anyag ugyanazon oldalán van. A szándék lényegében az, hogy a borda széléhez közel a felület görbülete homorúvá válik ott, ahol az domború volt és fordítva, és hogy a görbület foka viszonylag nagy (azaz a görbület sugara kicsi) a szélhez közel, majd ezt követően csökken, mielőtt a következő borda irányában ismét növekszik. A keresztezetten laminált anyag azonos oldalán kialakult szomszédos bordákkal rendelkező minta felületének alakját úgy képzelhetjük el, mint egy hullámszerű formát, amelyben a vastagabb bordarészek a szinuszgörbe pozitív (vagy ellenkező esetben negatív) részéhez hasonló profillal rendelkeznek, azonban ugyanakkor a bordák közötti rész (az abszcissza mentén) viszonylag kinyújtott. A váltakozó felületeken lévő bordákkal rendelkező, keresztezetten laminált anyagok esetében a profil ugyancsak hullámszerű, olyan bordákkal, amelyek profilja a (negatív csúcsokkal jellemzett) szinuszgörbéhez hasonló, azonban a csúcsokat (az abszcissza mentén) kinyújtott szakaszok választják el.

A találmány szerinti keresztezetten laminált anyag tehát jelentősen eltér attól a terméktől, amelyet a WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés ismertet, és amelyet a hivatkozott szabadalmi leírás a 6. ábráján bemutat. A hivatkozott szabadalmi leírás 6. ábráján látható laminátumnak nincsenek megvastagított bordaszakaszai. Az ismertetett, keresztezetten laminált anyag mindkét oldalának felületei szinusz jellegű profilt mutatnak anélkül, hogy a maximum és minimum régiók között nyújtott részek lennének jelen.

A bevezető részben a találmány első tárgyával kapcsolatban már ismertettük, hogy a felhasználás területe elsősorban a zsákok és ehhez hasonló csomagolóanyagok területén történő alkalmazás, ahol az egyik irányban nagy merevség, míg a másik irányban lényegesen kisebb merevség a kívánatos. Ugyanakkor azonban a bordák nagyobb vastagsága és U alakú profilja a keresztirányú egyenesek mintázatában - legalábbis részben - eliminálódik. Ezek az egyenesek mint „hajlítási egyenesek” hatnak, miáltal a keresztezetten laminált anyag könnyen hajlítható nem csak egy hosszirányú, hanem egy keresztirányú egyenes mentén is. Ennek a megvalósítási módnak az a célja, hogy kiemelkedést és vertikális rugalmasságot vigyünk be a keresztezetten laminált anyagba, miközben ezzel egyidejűleg nagy hajlékonyságot kölcsönzünk az anyagnak, ami igen előnyös elsősorban textilszerű alkalmazások esetében, például a borítóponyvaként és borítólemezként történő felhasználás során.

A vastagság és az U alak eliminálása megvalósítható például úgy, hogy az olvadáspont alatti hőmérsékleten dombornyomást végzünk, ügyelve arra, hogy ne rontsuk le a keresztirányú szakítási jellemzőket, vagy úgy, hogy az említett keresztirányú egyenesekhez kötődő nyújtást végzünk, az US-A-4,285,100 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett hosszirányú nyújtáshoz hasonlóan.

A találmány szerinti megoldás ezen változatának speciális jellemzője, hogy ezeknek a „hajlítási egyeneseknek” az előállítását olyan hőmérsékleten végezzük, amely az alkalmazott nyomással együttesen erős kötést, előnyösen valódi hegesztést hoz létre ezekben az egyenesekben, miközben azonban a keresztezetten laminált anyag további része gyengén kötött vagy egyáltalán nem kötött marad. Amíg a beszakítási szilárdsággal szembeni ellenállás szempontjából egy általában gyenge kötésre van szükség (amint azt a bevezető részben már említettük), a „hajlítási egyenesekhez” igazodó és lokalizált, erős kötés hatására a keresztezetten laminált anyagot a rétegek szétválásának veszélye nélkül mindkét irányban ismételten és erősen meg lehet hajlítani, annak megfelelően, ahogyan például erős légáramban (szélben) egy vitorlavászon csattog. Tény, hogy az egyidejűleg erős kötésű egyeneseket is alkotó „hajlítási egyenesek” alkalmazása nem csak az U alakú bordákkal ellátott, keresztezetten laminált anyagok esetében hasznos, hanem bármely olyan, keresztezetten laminált anyag esetében is, amelynek típusa a találmány szerinti, keresztezetten laminált anyag.

Amint azt a találmány szerinti, keresztezetten laminált anyagra vonatkozó kitanításban a fentiek során már említettük, gyakran előnyös, ha a laminátum a hosszirányú egyenesek körül történő elhajlással szemben nagy ellenállást, azonban a keresztirányú egyenesek mentén történő elhajlással szemben csak kis ellenállást mutat. Ugyanakkor azonban vannak olyan felhasználási területek, amelyek esetében követelmény a minden irányban nagy hajlítási ellenálló képesség, így például a ragasztott fenekű talpaszacskók szokásos gyártási eljárása során. Az ilyen jellegű felhasználások esetén az ismertetett, hosszirányú bordákkal rendelkező laminátumnak előnyösen további olyan jellemzőkre van szüksége, amilyen például a hosszirányú metszet esetében látható hullámforma vagy cikcakkvonal.

Ezek viszonylag egyszerűen megvalósíthatók, például úgy, hogy a zsákgyártó soron az ismertetett bordaszerkezetű laminátumot a) először egy olyan fogóhengersoron juttatjuk keresztül, amelynek egyik tagja egy gumihenger és a másik tagja egy olyan fogashenger, amely a fogak csúcsain viszonylag éles élekkel rendelkezhet, s amely fogóhengersor úgy működik, hogy a laminátum a csúcsok körül permanens görbületet nyer; majd b) az előző lépésben nyert anyagot egy olyan, az előbbihez hasonló, második fogóhengersoron juttatjuk keresztül, amely úgy van beállítva, hogy a laminátumot az ellenkező irányban hajlítsa meg, s így végül a laminátum váltakozva az egyik, majd a másik irányban hajlik. Az ilyen hajlított anyag szerkezetének stabilizálásában igen nagy szerepet játszanak a már ismertetett „U alakú”, hosszirányú bordák.

HU 217 880 Β

A találmány elsődleges tárgyát képező, keresztezetten laminált anyaghoz szükséges kompozíciók közül előnyösek az olyan triextrudált filmek, amelyek középen egy, a szilárdsághoz szükséges főréteggel, a felületeken pedig a filmek közötti kötést elősegítő és a keresztezetten laminált anyag hegeszthetőségéhez szükséges tulajdonságokat biztosító kisebb rétegeket tartalmaznak, továbbá a filmek főrétege 10-30% főképp lineáris típusú, alacsony sűrűségű polietilénből és a maradék rész nagy molekulatömegű polietilénből, nagy molekulatömegű polipropilénből vagy ezek keverékeiből áll. Ezeket úgy választjuk meg, hogy a nagy szilárdsági értékeken és a hegeszthetőségen kívül jelentős merevséget biztosítsanak.

A találmány elsődleges tárgyának előállítási eljárása egy olyan, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag kezelésére vonatkozik, amely anyagot az eljárás során barázdált hengerek között keresztüljuttatva a szalag haladási irányára keresztirányban nyújtjuk, valamint az eljárásban a legalább két filmet folyamatosan összelamináljuk, s az eljárásra az jellemző, hogy a keresztirányú nyújtást úgy hajtjuk végre, hogy a hőre lágyuló anyag olvadáspontja alatti hőmérsékleten egy hullámos keresztmetszetű formát alakítunk ki a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak legalább a keresztezett laminátumán, és a hullámos keresztmetszetű forma kialakítási lépése alatt vagy azt követően a hullámok csúcsrészeit a keresztezetten laminált anyag legalább egyik oldalán stabilizáljuk, és a stabilizált részek közötti, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag keresztirányú nyújtását barázdált hengerek alkalmazásával végezzük úgy, hogy a keresztirányú nyújtás a hullámos alak stabilizált részeiben lévő anyag alakját vagy rugalmas alakját fenntartja, és ezt követően a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot hőkezelésnek vetjük alá oly módon, hogy a stabilizált részek közötti anyag a szalag mozgásirányára merőleges irányú összehúzódás helyi régiójában lévő, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag felületei között lényegében félúton lévő elméleti sík mentén zsugorodik, és a hőkezelést kívánt esetben úgy végezzük, hogy a keresztirányú nyújtási lépés során a barázdált hengerben visszatartott hullámos, rugalmas alakváltozás bármely stabilizált része legalább részben átalakul, így vastagított bordarészekkel rendelkező, a találmány szerinti bordamintázatú, keresztezetten laminált anyagot állítunk elő.

A találmány tárgya továbbá javított eljárás egy polimer anyag filmjének vagy egy keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmjének keresztirányú nyújtására, amelynek során a filmet kör alakú vagy spirális barázdákkal rendelkező, egymásba illeszkedő, meghajtott barázdált hengerek között vezetjük keresztül, és amelynek során a film csak a barázdált mintázat csúcsain érintkezik a barázdált hengerek felületeivel, azzal jellemezve, hogy - a nyújtási hő eltávolítása és a polimer anyagnak a nyújtás ideje alatti kívánt hőmérsékleten tartása érdekében - a barázdált hengerek érintkezési vonalán keresztül a polimer anyagnak az egyik vagy mindkét oldalára egy fluid közeg, előnyösen levegő vagy víz áramát irányítjuk.

A találmány tárgya továbbá eljárás, amelyben egy folytonos polimer lapanyagot egy, a következő lépésekből álló eljárással biaxiálisan nyújtunk:

1. nyomás alatt működő, barázdált hengerek segítségével kombinált keresztirányú feszítést és keresztirányú préselést végzünk hullámok kialakítására a lapanyagban, melynek során az anyag ellentétes felületeit egymással szemben nyomjuk, legalább lateláris hosszirányú tartományokban, ellentétes mintázattal ellátott hengerek közötti átvezetéssel,

2. hengerek között hosszirányban nyújtjuk az anyagot,

3. barázdált hengerek közötti második formakialakítást és keresztirányú nyújtást végzünk, azzal jellemezve, hogy

a) egymáshoz igazítjuk a barázdált hengerekre bejutó lapon lévő hullámok közötti távolságot és a hengerek barázdái közötti távolságot, vagy

b) az első és a második formakialakítási eljáráshoz azonos barázdatávolságú barázdált hengereket alkalmazunk, miközben a hengersorok között olyan, kellőképpen kis távolságot tartunk, ami lehetővé teszi, hogy a lapnak az első és második formakialakítási eljárás közötti szakaszon történő áthaladásakor a lap hullámai közötti távolság állandó értékű maradjon.

A találmány tárgya továbbá berendezés folytonos film biaxiális nyújtására, amely sorrendben a következőkből áll:

1. szemben lévő, egymásba kapcsolódó, első keresztirányú nyújtó- és filmformáló egység, mely meghajtott, barázdált hengereket tartalmaz, melyek mindegyike külsején kör alakú vagy spirális mintázott bordákat és ezek között csúcsokat tartalmaz, a hengerek csúcsai és a szemben lévő hengerek bordáikkal egymásba kapcsolódnak,

2. az 1. alatti nyújtási egységgel képezett hullámos film hosszirányú nyújtására és részben a hullámok eltávolítására hosszirányú nyújtási egység és

3. szemben lévő, második keresztirányú és filmformáló egység, mely meghajtott, barázdált hengereket tartalmaz, melyek mindegyike külsején kör alakú vagy spirális mintázott bordákat és ezek között csúcsokat tartalmaz, a hengerek csúcsai és a szemben lévő hengerek bordáikkal összekapcsolódnak, azzal jellemezve, hogy eszközöket tartalmaz a hosszirányú, második nyújtási egységről kikerülő filmben lévő hullámoknak a következő, második keresztirányú nyújtásra szolgáló, barázdált hengerek közötti áthaladás során való megtartására.

A találmány elsődleges tárgyának előállítására a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag hullámosítását a legpraktikusabban barázdált hengerek alkalmazásával végezzük. A legegyszerűbb, bár nem a leghatékonyabb módon a hullámosított szerkezet csúcsrészeinek az ívelt formában való stabilizálását úgy érhetjük el, hogy az ívelt forma kialakítását az anyag olvadáspontjához közeli hőmérsékleten végezzük. Az anyagot először ilyen hőmérsékletre melegítjük, majd egy barázdált henger felett vagy két, enyhén egymásba kapcsolódó henger között alakítjuk, miközben a hőmérsékletet

HU 217 880 Β jóval a keresztezett rétegelés hőmérséklete alatt tartjuk, annak érdekében, hogy elkerüljük az anyagnak a barázdált henger vagy hengerek csúcsain történő megnyúlását. A további eljárási lépések előtt a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot lehűtjük.

Egy alternatív eljárás értelmében a stabilizálást besugárzással végzett térhálósítás útján hajtjuk végre. A stabilizálandó, ívelt részeket besugározzuk, például gyorsított elektronokkal, míg a keresztezetten laminált anyag további részeit nem sugározzuk be. A keverékhez hozzáadhatunk egy megfelelő térhálósitó szert az extrudálási eljárásban. Ez a módszer ugyan nagyon hatékony stabilizációt eredményez, azonban a gyakorlati gyártás során történő megvalósítása meglehetősen bonyolult.

Az ívelt részek kialakításának és stabilizálásának legpraktikusabb és egyben leghatékonyabb módja az, amikor a két műveletet egyetlen lépésben, nyomás alatt működő, barázdált hengerek alkalmazásával hajtjuk végre. A nyomás alatt működő, barázdált hengerek alatt azokat a hengereket értjük, amelyekben a barázdák olyan, külsőleg ferde oldalfalakkal rendelkeznek, amelyek mindegyikének van egy olyan része, amely illeszkedik a szemben lévő barázdált henger hasonló részéhez (azaz a művelet alatt azzal lényegében párhuzamos); az ilyen barázdált hengereket olyan nagy nyomással működtetjük, ami az anyagnak az említett párhuzamos részek közötti préseléséhez szükséges. Ehhez kapcsolódóan megemlítjük a találmánynak a technika állását ismertető részében már hivatkozott, WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentést és az abban bemutatott 2. ábrát.

A találmány szerinti megoldás megvalósítása során legalább a keresztezetten laminált anyag egyik oldalán lehetőség szerint el kell kerülni vagy minimalizálni kell a barázdált hengerek csúcsain történő megnyúlást, miáltal ezek a részek vastagabbá válnak, mint a préselt részek.

A műveleti paramétereket előnyösen úgy határozzuk meg, hogy a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak a hengerbarázdák csúcsain lévő részeire nézve növeljük a vastagságot.

Azt tapasztaltuk, hogy a nyomóerők alkalmazása mellett végzett alakítás megfelelő stabilizáló hatással rendelkezik.

A nyomóerők alkalmazása mellett végzett nyújtás során esetenként véletlenül előfordulhat, hogy a barázdacsúcsok közepénél kismértékű megnyúlás lép fel, miáltal az U alakú bordák közepén egy keskeny, vékonyabb rész keletkezik, ahol a vékony rész az egyébként domború felületen nem szándékoltan homorúvá válik (lásd a 4. ábrát). Mindaddig, amíg ez a jelenség nem változtatja meg a bordák általános jellemzőit, az eljárás és annak terméke a találmány körébe tartozik.

Egy széles filmnek a préseléshez használt nagy nyomással és barázdált hengerfelületek nagy pontosságú egymásba illeszkedése mellett végzett nyújtására, a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot keresztirányban (azaz a film szélességét) szegmensekre osztjuk, annak megfelelően, ahogyan azt a fentiekben már hivatkozott, WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentésben részletesen ismertetik (lásd az ottani 3., 4. és 5. ábrát).

Amint azt az előzőekben már tárgyaltuk, a WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés leírja, hogy két vagy több, egymáson elhelyezkedő, keresztezetten laminált anyag esetében a keresztirányú nyújtás a nyomás alatt működő, barázdált hengerek között együttesen is elvégezhető, majd a keresztirányú nyújtás után a keresztezetten laminált anyagok egymástól elválaszthatók. Ez az eljárás a találmány szerinti megoldás vonatkozásában több szempontból is különösen előnyösnek bizonyul, nem csak azért, mert nagyobb gyártási kapacitást biztosít, és az egymástól elválasztott felületek jobb minőségét eredményezi, hanem azért is, mert az anyagnak a barázdált hengerek csúcsain lévő részekbe történő préselését nagyban elősegíti, ha a művelet során a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag viszonylag vastag.

Noha az anyagnak a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyaggá rendezését követően nem kell hosszirányban nyújtottnak lennie, a legtöbb esetben a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot a stabilizáló lépést megelőző lépésben hosszirányban nyújtjuk; a hosszirányú megnyúlás jelenléte vagy hiánya a stabilizálás szempontjából azonban közömbösnek bizonyul.

A találmány szerinti, keresztezetten laminált anyag „U borda” szerkezetének a találmány szerinti eljárással történő előállítása szempontjából különösen hatékony és alkalmas az a megoldás, amelynek értelmében a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag kezelését egy első, nyomás alatti, barázdált hengerrel végzett nyújtással kezdjük, majd a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot hosszirányban nyújtjuk, ezt követően ismét nyomás alatt működő, barázdált hengerek között kezeljük, miközben ezt a második nyomás alatti, barázdált hengeres eljárást úgy végezzük, hogy úgy illeszkedjen az első nyomás alatti nyújtás által kialakított hullámokhoz, hogy a második, nyomás alatti, barázdált hengeres nyújtási művelet fokozza a bordarészekben lévő anyagnak az első, nyomás alatt működő hengerek között előzetesen kialakult görbületét és stabilitását. A két eljárásnak ily módon történő alkalmazása nem okoz semmiféle problémát; mindhárom fent említett nyújtási lépést párhuzamosan végezzük a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak az egyik hengerről a következő hengerre történő előrehaladásával, ahol a sorrendben egymást követő hengerek között csak rövid távolság van.

Az egymáshoz közel elhelyezett hengerek felett végzett hosszirányú nyújtás ideje alatt a hullámosság részben eltűnik, ami annak a következménye, hogy a polimer anyag a hosszirányú nyújtás közben hajlamos a keresztirányú összehúzódásra, de a hullámosság legalább nyomokban mindig visszamarad, s ez a visszamaradó hullámosság elegendő ahhoz, hogy elősegítse a második barázdált hengeres lépésnek a találmány szerinti eljárásba történő beillesztését.

A keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag teljes hosszirányú nyújtását előnyösen két szakaszra oszthatjuk, nevezetesen: a fentiekben már ismertetett első

HU 217 880 Β szakaszra, továbbá a barázdált hengerek között végzett nyomás alatti kezelés második lépését közvetlenül követő második szakaszra. Annak érdekében, hogy a hullámosságot és a hullámosság rugalmasan megváltozott formáit megóvjuk, a második szakaszt megelőzően a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot előnyösen lehűtjük.

A keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag a második nyomás alatti kezelés és az ezt követő hosszirányú nyújtási lépés után közvetlenül is továbbvihető az enyhe feszítés mellett vagy vasalással végzett hőkezeléshez, azonban a hőkezelést megelőzően általában nagyobb fokú keresztirányú nyújtásra van szükség, amit egy egyszerű, barázdált hengeres nyújtási eljárás alkalmazásával érhetünk el; az utóbbi eljárás során a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag csak a barázdált felületi mintázatnak a csúcsain érintkezik a barázdált hengerek felületeivel.

Amennyiben előzetesen a nyomás alatti keresztirányú nyújtásnak csak egy lépését alkalmaztuk (vagy pedig az ívelt részek kialakítását és stabilizálását egy másik eljárás segítségével végeztük), minden esetben végre kell hajtani ezt az egyszerű, barázdált hengeres eljárást.

A keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag stabilizált részeiben lévő ívelt alak rugalmas alakváltozásának fenntartása érdekében ezt a nyújtást előnyösen közel szobahőmérsékleten, azaz 15 °C és 40 °C közötti hőmérsékleten végezzük.

A találmány tárgya továbbá a WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentésben ismertetett, filmek keresztirányú nyújtására vonatkozó eljárás javított változata is. Az eljárás szerint egy filmet vagy egy keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmanyagot kör alakú vagy spirál alakú barázdákkal rendelkező, egymásba illeszkedő, meghajtott barázdált hengerek között keresztülvezetve keresztirányban nyújtunk, ennek során a film csak a barázdált mintázat csúcsain érintkezik a barázdált hengerek felületeivel, s a javítás abban áll, hogy - a nyújtási hő eltávolítása és a polimer anyagnak a nyújtás ideje alatti kívánt hőmérsékleten tartása érdekében - a barázdált hengerek érintkezési vonalán keresztül a polimer anyag egyik vagy mindkét oldalára egy fluid közeg, előnyösen levegő vagy víz áramát irányítjuk. Azt tapasztaltuk, hogy az ívelt alak rugalmas alakváltozásának megőrzésén túl ez az eljárási lépés elősegíti a nyújtás végrehajtását is, ezért az említett eljárási lépés jól alkalmazható bármely nyújtható filmnek vagy keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmanyagnak az olvadáspontja alatti hőmérsékleten barázdált hengerek között végzett keresztirányú nyújtása során, különösen akkor, ha az anyag hajlamos az egyenletes nyúlás helyett az „összeszűkülésre” (elvékonyodásra). Ez a hajlam akkor a legkifej ezettebb, ha a polimer anyag az adott hőmérsékleten viszonylag rideg (merev), és ha az orientáció főiránya és a gyártási irány által bezárt szög viszonylag alacsony értékű.

Jóllehet az eljárásnak ez a vonatkozása általánosan alkalmazható a barázdált hengeres nyújtások során, a továbbiakban vizsgálataink ismét az U alakú, vastagabb barázdákkal rendelkező, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagok megvalósítására irányulnak.

A barázdált hengereket elhagyó, hullámosított, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag olyan hullámossággal rendelkezik, ami nincs szükségszerű kapcsolatban az ívelt részek eredeti kialakításával.

A keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag esetében a hullámosított alak mentén széltől szélig mért szélességnek és a széltől szélig tartó egyenes vonalú távolságnak a hányadosa jelzi az átlagos keresztirányú nyújtási arányt. A hőkezelés alatti összehúzódás hatására a nyújtásnak egy része eliminálódik, ugyanakkor a nyújtásnak részlegesen vissza kell maradnia a végtermékben. A hőkezelési összehúzódás és hőmérséklet meghatározott tűréshatárait igen gondosan úgy kell megállapítani, hogy az lehetővé tegye a stabilizált részek között az anyag kisimulását, s ezzel egyidejűleg elkerülhető legyen a stabilizált részekben lévő ívelt forma elvesztésére, és mód legyen az ilyen forma visszaállítására azokban az esetekben, amikor az korábban elveszett.

A kontrollált keresztirányú zsugorítást végrehajthatjuk egy kemencében, miközben a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag széleit szállítóeszközökkel vezetjük, még kényelmesebben azonban úgy járunk el, hogy a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot egyenletesen redőzött állapotban egy vagy több melegített hengerre adagoljuk; a redőzöttség mértékét annak megfelelően állapítjuk meg, hogy az a keresztirányú összehúzódással együttesen lehetővé tegye a szükséges alacsony keresztirányú feszítést. Ez tulajdonképpen a fentiekben már hivatkozott, US 4,629,525 számú szabadalmi leírásban ismertetett keresztirányú zsugorítási eljárás új típusú alkalmazása. A redőzés mértékének pontos beállításával és egy kismértékű hosszirányú feszítés fenntartásával a rendszer lehetővé teszi az összehúzódást és a szükséges alacsony feszítést, miközben a melegített hengerek vasalási hatást fejtenek ki.

Ennek a kezelésnek az ideje alatt az egyedi filmek közötti kötés erősségét a kívánt végső értékre növelhetjük.

A keresztirányú zsugorítással egyidejűleg a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag előnyösen hosszirányban is zsugorítható.

A keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak a melegített hengerrel vagy az első melegített hengerrel történő találkozáskor szükséges redőzöttségi fokát különféle módszerekkel tudjuk beállítani; ezeknek a módszereknek az egyik előnyös példáját az alábbiakban részletesebben bemutatjuk.

Az első barázdált hengeregységről érkező keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot egy feszítőkeretben vagy banánhengerek, illetve ehhez hasonló eszközök alkalmazásával keresztirányban kinyújtjuk, és a barázdált hengerek közötti illeszkedést úgy állítjuk be, hogy a nyújtást követő szélesség lényegében azonos legyen a kívánt végső szélességgel. Az ebben az állapotban lévő, keresztirányban nyújtott, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot egymásba kapcsolódó barázdált hengerek egy olyan, utolsó sorozatára visszük, amely hengersor úgy van beállítva, hogy pontosan a kí8

HU 217 880 Β vánt redőzöttséget biztosítsa. Az utolsó, barázdált hengersor és az első melegített henger között az anyagnak semmilyen kisimulása nem lép fel.

A zsugorítás számára megfelelő körülmények biztosítása érdekében a hőkezeléshez történő belépéskor előnyösen olyan mértékű redőzöttséget alkalmazunk, amelynek esetében az utolsó melegített henger elhagyásakor az anyagban még van néhány olyan redő, amely azután egészen enyhe feszítés, például egy banánhengerrel végzett feszítés útján eltávolítható. A hőkezelés után a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot környezeti hőmérsékletre hűtjük. Amennyiben az eljárás magában foglalja a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak több, keresztezetten laminált anyagra történő szétválasztását is, akkor ezt előnyösen az utolsó lépésként hajtjuk végre.

Amint az a technika állásának ismertetéséből kitűnik, a találmány előzményét képező ismert technológia egy olyan, általában egytengelyű olvadékorientációval kezdődik, amely szokásosan olyan polimer keverékek nagyon gyenge orientációja, amely polimer keverékek alkalmasak az olvadékorientációval kapcsolatos fibrilláris morfológia („polimer szemcse”) kialakítására. A találmány nem korlátozódik sem az ilyen keverékek, sem pedig a keresztezett rétegelésre szolgáló, gyengén olvadékorientált filmek alkalmazására. Az egytengelyűén orientált vagy aszimmetrikus módon kéttengelyűen orientált és spirálisan vágott cső alakú filmek ezt az orientációt már az olvadáspont alatt elérhetik. Ezzel összefüggésben azt figyeltük meg, hogy amennyiben egy erősen vagy közepesen erősen (egytengelyűén vagy aszimmetrikus módon kéttengelyűen) orientált filmet a keresztezett laminálás után tovább nyújtunk, a filmnek ennek következtében általában nagyon erős hajlama lesz arra, hogy az orientáció főtengelyeinek egyike mentén feltekeredjen. Ugyanakkor azonban a találmány elsődleges tárgyának alkalmazásával ezt a hajlamot nagymértékben befolyásolják az U alakú bordák, és - kívánt esetben - a kezdeti film egy sokkal erősebb egy tengelyű jellegű filmmé alakítható. Ennek az effektusnak a megvalósítása a találmány egy további tárgyát képezi.

A továbbiakban a találmány szerinti javított nyújtási eljárásra vonatkozóan tárgyaljuk a találmány szerinti megoldást. Meg kell jegyeznünk, hogy a második kialakítási és nyújtási lépést előnyösen - de nem szükségszerűen - a keresztirányú feszítési és a keresztirányú préselési művelet kombinációjával, nyomás alatt hajtjuk végre. Az előzőekből kitűnik, hogy a találmánynak ez a második tárgya különösen alkalmas az „U bordás” laminátum gyártásának első lépéseként vagy első lépéseiként történő alkalmazásra, nevezetesen a görbület kialakítására és stabilizálására. Ugyanakkor azonban az eljárást előnyösen felhasználhatjuk más célokra is. így például, ha a sorrendben következő eljárási lépések eltérnek attól, amit a korábbiakban az „U szerkezet” fenntartásával vagy helyreállításával kapcsolatban ismertettünk, a végtermék teljes mértékben nélkülözheti az ilyen görbületet, ugyanakkor azonban olyan szabályosságot mutathat, ami merőben szokatlan a barázdált hengerek között nyújtott lemezanyagok vagy lapanyagok esetén.

Amennyiben szükséges, egy sorrendben következő - akár szobahőmérsékleten is elvégezhető - kalanderezési eljárással könnyen elérhetjük a tökéletesen egyenletes vastagságot is. A 2. és a 3. példa a találmány szerinti eljárás alkalmazása mellett előállított lapanyagok eltérő konfigurációit mutatja be, s ugyanakkor felvilágosítást ad arról is, hogy az ezeknek az eltérő konfigurációknak az eléréséhez alkalmazott eljárási lépések között milyen különbségek vannak.

Fel kell hívni a figyelmet arra is, hogy a találmány szerinti nyújtási eljárás ugyan különösen jól alkalmazható a keresztezetten laminált anyagok, és még inkább a poliolefmekből készült keresztezetten laminált anyagok gyártása során, az eljárás azonban általánosan felhasználható a hőre lágyuló, nyújtható lapanyagok minden típusa esetében, beleértve az olyan lapanyagokat is, amelyek nem laminátumok.

A nyomás alatt végzett keresztirányú nyújtás és formakialakítás két lépésének összehangolására és alkalmazására kétféle lehetőségünk van.

Ezek egyike szerint az egymással való illeszkedés érdekében egymáshoz igazítjuk az utolsó formakialakítási lépés barázdált hengereire bejutó lapon lévő redők (hullámok) közötti távolságot és a hengerek barázdái közötti távolságot. Ezzel kapcsolatban megjegyezzük, hogy a rugalmas visszaalakító erőknek köszönhetően az első formakialakítási lépés barázdált hengereit elhagyó redőzött (hullámosított) lap viszonylag nagy erővel igyekszik kitágulni, miáltal hajlamos a redők (hullámok) közötti távolság növelésére. Másrészt azonban a hosszirányú nyújtási eljárás ideje alatt a lap ugyancsak viszonylag nagy erővel igyekszik keresztirányban összehúzódni, ami viszont csökkenti ezt a távolságot. Az eljárási körülmények megfelelő megválasztásával a két ellentétes hajlam egymással egyensúlyba hozható, azonban általában ez nem jelent kényelmes megoldást az eljárási lépések együttes alkalmazásához, tekintettel arra, hogy a megfelelő egyensúly eléréséhez szükséges feltételek igen nagy mértékben korlátozzák a nyújtási arányokkal, a hengemyomásokkal és a nyújtási hőmérsékletekkel kapcsolatos választási lehetőségeket. Ugyanakkor azonban, ha kísérleti úton megállapítjuk a választott körülmények esetén fellépő tágulás vagy (adott esetben) összehúzódás értékét, a második formakialakítási lépés barázdált hengereit a barázdák közötti távolság előre kiszámított értékeinek megfelelően hozhatjuk létre, s ennek eredményeképpen az eljárási körülményeknek kismértékű módosítása is elegendő ahhoz, hogy a hengerbarázdák és a redők (hullámok) pontosan illeszkedjenek egymáshoz.

Meg kell jegyeznünk, hogy amennyiben a hullámok (redők) mélyek, kifejezett hajlamot mutatnak arra, hogy a második formakialakítási lépés barázdált hengerein „mélyedésbe essenek”. Ennélfogva, ha a barázdált hengerek szakaszai és a hullámszakaszok nem illeszkednek pontosan egymáshoz, a lap szélessége mentén lévő térközöknél még van átmeneti rész, miközben az említett térközök viszonylag szélesek és együtt a szélesség legnagyobb részét fedik, azonban az átmeneti részek további ezen térközei között olyan szűkebb térközök vannak, amelyekben a szerkezet szabálytalan.

HU 217 880 Β

Másik eljárási lehetőséget az a megoldás jelent, amelynek értelmében az első és a második formakialakítási lépéshez azonos barázdatávolságú barázdált hengereket alkalmazunk, miközben a hengersorok között olyan, kellőképpen kis távolságot tartunk, ami lehetővé teszi, hogy a lapnak ezen rövid szakaszon történő áthaladásakor a lap hullámai közötti távolság állandó értékű maradjon. Előnyösen a hullámok közötti távolságot konstans értéken tartó erők hatását fokozhatjuk oly módon, hogy az első formakialakítási lépés barázdált hengereinek elhagyása után és a második formakialakítási lépés barázdált hengereivel történő találkozás előtt a lapra olyan, vezetősínekkel rendelkező kiegészítőhengerek hatnak, amelyek barázdatávolsága megfelel az első és a második formakialakítási eljárás barázdált hengerein lévő barázdatávolságnak.

Amennyiben a két formakialakítási lépés között sima hengereket alkalmazunk, miközben a hengersorok között változatlanul nagyon rövid távolságot tartunk, a lapban esetenként rendszertelen sávok jöhetnek létre, azonban a szerkezet általában szabályossá válik.

A találmány szerinti nyújtási eljárás egy további megoldása értelmében az első és a második formakialakítási lépés hengerein lévő barázdákat úgy állítjuk be, hogy a lapot csak sávokban préseljék, miáltal a hullámcsúcsokká váló laprészek nem préselődnek, s így az első formakialakítási eljárás préselt sávjai szélesebbek, mint a második formakialakítási eljárás préselt sávjai.

A WO-A-89/10312 számú közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentés leírásából jól ismert, hogy hogyan lehet elkerülni a csúcsokká vált laprészek préselését. Ennek a megoldásnak az a különleges jellemzője, hogy az első formakialakítási eljárás a kellőképpen hullámosított anyag szélesebb területein fejti ki a préselőhatását a második formakialakitási eljárás barázdált hengereivel történő találkozáskor, s ennek következtében a legjobban alkalmazkodik a „mélyedésbe eséshez”, miközben másrészről a második formakialakítási lépés ideje alatt a préselés keskenyebb területei biztosítják azt, hogy - amikor erre van szükség - a végtermékben vastagabb bordák maradhassanak vissza, például olyan vastagabb bordák, amelyek megfelelnek a leírás más részein részletesen ismertetett „U bordás” szerkezet számára.

A második formakialakítási eljárás során nyert lapot közvetlenül is felhasználhatjuk bizonyos speciális területeken, azonban az esetek többségében a második formakialakítási lépést követően további hosszirányú és/vagy keresztirányú nyújtási lépéseket végzünk, például a korábbiakban már ismertetett „U bordás” laminátum előállítása céljából.

Egy ezzel összefüggő megoldásra az jellemző, hogy az első formakialakítási eljárás előtt a lapot felmelegítjük, a második formakialakítási eljárás előtt és alatt lényegében változatlan hőmérsékleten tartjuk, majd az ezt követő nyújtást megelőzően lehűtjük. Ez a lehűtés elősegíti a görbületnek vagy a görbület rugalmas alakjának oly mértékben történő megóvását, ami elengedhetetlen a korábbiakban ismertetett „U bordás” laminátum gyártásához. Ugyancsak növeli a végtermék szakítószilárdságát és fokozza a barázdált hengerek közötti keresztirányú nyújtás egyenletességét, ha a nyújtás után s keresztirányú összehúzódás alatt hőkezelést végzünk (annak megfelelően, ahogyan azt a leírás bevezető részében ismertettük).

Végül egy további megoldásra az jellemző, hogy a lapot az utolsó keresztirányú nyújtási lépést követően sima hengerek között végzett kalanderezésnek vetjük alá, amit a lap végső felhasználása előtt hajtunk végre.

Amint azt már említettük, a találmány második tárgya szerinti nyújtás a barázdált hengerek alkalmazásával végzett ismert nyújtási eljárásokkal összehasonlítva szokatlanul nagyfokú rendezettséget hoz létre, még abban az esetben is, ha - számos felhasználási terület követelményeinek megfelelően - alacsony nyújtási hőmérsékletet választunk. Abban az esetben, ha a találmány második tárgyának megfelelő nyújtási eljárás további nyújtási lépéseket is magában foglal, az eljárás önmagában nem biztosít teljesen egyenletes lapvastagságot. Amennyiben erre mégis szükség van, az egyenletesség könnyen elérhető a fentiekben említett kalanderezés segítségével, még abban az esetben is, amikor a kalanderezés ideje alatti hőmérséklet szobahőmérsékleten vagy szobahőmérséklet körüli értéken van, például legfeljebb 50 °C értékű.

A találmány magában foglalja a találmány szerinti megoldások megvalósításához szükséges berendezést is. Az ilyen berendezés konstrukciója egyrészt az eljárás ismertetéséből, másrészt a berendezés ábráiból ismerhető meg.

A találmányt közelebbről az ábrák mutatják be.

Az 1. ábra a terméknek egy olyan megoldását mutatja, amelyben az U alakú bordák csak az egyik felületből emelkednek ki.

A 2. ábra a termék egy olyan megoldását mutatja be, amelyben az U alakú bordák mindkét felületből kiemelkednek.

A 3. ábra egy bordát és a bordával szomszédos anyagot részletesebben mutat be.

A 4. ábra egy szabálytalan, azonban még a találmány oltalmi körébe eső bordát mutat be.

Az 5. ábra folyamatábra formájában egy előnyös gyártási sort mutat be a találmány első tárgya szerinti „U bordás” szerkezetnek, valamint a találmány második tárgyának a megvalósításához.

A 6A. és a 6B. ábra az 5. ábra szerinti eljárás végrehajtására alkalmas berendezés vázlatos rajzát mutatja be.

A 7. és a 8. ábra a barázdált hengerpárok felületeinek az illeszkedési vonalban lévő keresztmetszetét mutatja be.

A 9. ábra egy, a találmány második tárgya szerinti eljárás megvalósítására alkalmas hengersor vázlatos rajzát mutatja be.

A 10. ábra a 9. ábra szerinti hengersor egyik hengerének felületi keresztmetszetét mutatja be.

All. ábra a 9. ábra szerinti hengersor egy másik hengerének felületi keresztmetszetét mutatja be.

HU 217 880 Β

Az 1. és a 2. ábra azokat a vastagabb bordákat mutatja be, amelyek egy lapos U betűhöz hasonló keresztmetszeti formával rendelkeznek, s amelyekben a bordák határfelületeinél vagy ahhoz közel a hajlítások ellentétes irányúak. A keresztezetten laminált anyagnak az 1. ábrán bemutatott keresztmetszete szokásos esetben akkor alakul ki, ha például az oldalsó kalanderezés eljárási lépésébe (azaz a nyomás alatt működő barázdált hengereken keresztül) együttesen bevitt négy filmet a gyártási sor végén két, keresztezetten laminált anyagra választjuk szét, tehát amikor az oldalsó kalanderezést csak egy lépésben alkalmazzuk. Lényegesen hatékonyabb az az eljárás, amelyben két, egymással összehangolt oldalsó kalanderezési lépést, s köztük hosszirányú nyújtást alkalmazunk; ebben az esetben általában a 2. ábra szerinti keresztmetszet alakul ki. Általában ugyancsak ez a keresztmetszet jön létre annak eredményeképpen is, „amikor csak egy oldalsó kalanderezési lépést alkalmazunk önmagában, anélkül azonban, hogy bármilyen további szétválasztást végeznénk.

A 3. ábra a „v” szög definícióját illusztrálja; a „v” szög a borda homorú oldalán lévő két tangenciális sík közötti szög a borda két széléhez közel, ott, ahol ez a szög legnagyobb értékű. A „v” szög értéke a keresztezetten laminált anyagban lévő különböző bordák átlagát tekintve legalább 10 fok.

A 4. ábra egy olyan U alakú bordát mutat be, amely akkor alakulhat ki, ha a bordakialakító henger csúcsán kismértékű nyújtás történt. Ez a hiba a kevéssé költséges berendezések alkalmazását lehetővé tevő kompromisszumként elfogadható.

Az 5. ábra szerinti folyamatábra a legelőnyösebb eljárást összegzi, amely - egyebek mellett - magában foglalja az oldalsó kalanderezés két lépését (4. és 6. lépés), továbbá tartalmazza a laminátum bordáinak kialakítására szolgáló, a korábbiakban részletesen ismertetett eljárási lépéseket (9. és 10. lépés).

1. példa

Ez a példa a WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés 3. példáján alapul, azonban az ott megadottakkal szemben számos, az alábbiakban részletezett változtatást végeztünk.

A példa egy nagy szilárdságú, keresztezetten laminált anyag ipari méretekben történő előállítására vonatkozik. A gyártás során olyan eljárást alkalmazunk, amelyben a lapot dupla vastagságban nyújtjuk és lamináljuk, majd az eljárás végén szétválasztjuk. Mindegyik réteg egy koextrudált film, és tartalmaz

1. egy olyan felületi réteget, amely a gyártási eljárásban mint szétválasztóréteg működik, s amely egyidejűleg javítja a hegeszthetőségi (hőzárási) tulajdonságokat (a továbbiakban ezt a réteget szétválasztó/záró rétegként említjük), valamint

2. egy másik réteget, amely elősegíti a laminátum hajlatainak egymáshoz kötődését (blokkolását).

A fenti szétválasztó, és laminálóréteget, valamint a közepén egy főréteget tartalmazó, cső alakú filmet extrudálunk, amelyben lényegében a főréteg biztosítja a szilárdságot.

A teljes filmben a három réteg a következő arányban oszlik meg: 75% főréteg; 15% szétválasztóréteg;

és 10% laminálóréteg.

Az extrudált film 62 g m~^{1 2} sűrűségű. Az extrudálási főréteg 70%-ban 0,95-ös sűrűségű (az ASTM D-1238 E körülményei között körülbelül 0,05-os olvadékfolyási indexű) HMHDPE-ből (nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilénből), 20%-ban hexén típusú és az ASTM D-1238 E körülményei között 0,8-es olvadékfolyási indexű LLDPE-ből (lineáris, kis sűrűségű polietilénből), valamint 10%-ban az ASTM D-1238 L körülményei között 0,3-es olvadékfolyási indexű homopolipropilénből áll.

A szétválasztó/záró réteg egy olyan, igen alaposan összekevert keverékből áll, amely 70% mennyiségben az előbbivel azonos lineáris, kis sűrűségű polietilént és 30% mennyiségben a „Nordel NDR 5715” kereskedelmi nevű, az ASTM-D1238 E körülményei között körülbelül 0,4-es olvadékfolyási indexű EPDM-et (etilénpropilén-dimert) tartalmaz (a Nordel egy védjegy).

Az extrudálási hőmérséklet 240 °C, a kör alakú extrudálónyílás átmérője 385 mm és a löketarány 1:1,2.

A cső alakú filmek mindegyikét 30°-os szög alatt spirálisan vágjuk, és négy ilyen filmet - amelyek mindegyike körülbelül 1250 mm szélességű - a következő sorrendben egymáshoz illeszkedő felületi rétegekkel laminálunk és nyújtunk:

1. laminálóréteg a laminálóréteghez,

2. szétválasztó/záró réteg a szétválasztó/záró réteghez,

3. laminálóréteg a laminálóréteghez.

Kezdetben az egymáshoz még nem kötődő négy film együttesét egy hengerpáron körülbelül 50 °C hőmérsékletre előmelegítjük, majd húzófeszültség alatt a 6A. és a 6B. ábrán látható berendezésbe tápláljuk, az alábbiakban részletesebben ismertetetteknek megfelelően.

A 6. ábra szerinti berendezés egy 9 hosszú, barázdált hengert és a 9 hosszú, barázdált henger ellentétes oldalaihoz illeszkedő 10 rövid, barázdált hengersort és 11 rövid, barázdált hengersort tartalmaz. A hengerek mindegyike a 7. ábrán bemutatott barázdaprofillal rendelkezik. Valamennyi barázda egy 6a vagy 6b alapból, 5a vagy 5b ferde oldalfalakból és 7a vagy 7b csúcsból áll. Az egymással szemközti hengerek 5a és 5b ferde oldalfalai a mélységük egy részében egymással párhuzamosak. A 6a és 6b alap mindegyike olyan méretű, hogy a film a csúcs és az alap között még akkor sem kerül nyomás alá, ha az 5a és 5b ferde oldalfalak között nyomás alatt van. Ennek megvalósítása érdekében valamennyi alapot úgy alakítjuk ki, hogy a film és az alap között egy kisméretű, üres 8 teret biztosítsunk. Az egyik hengeren lévő 7a csúcsokat előnyösen körülbelül 1 mm távolságra, a jelen példában 1,4 mm távolságra választjuk el a szemközti 6b alapoktól. Az oldalfalak párhuzamos részei közötti szög 55° és a csúcsokon a görbület sugara 0,20 mm. A 10 rövid, barázdált hengersort és a 11 rövid, barázdált hengersort úgy helyezzük el, hogy bármilyen választott nyomást ki tudjanak fejteni a 9 hosszú, barázdált hengerre. A gyakorlati megvalósítás során a 9 hosszú, barázdált hengert hajtjuk meg

HU 217 880 Β (az erre a célra szolgáló eszköz az ábrán nem látható), és a 10 rövid, barázdált hengersor, valamint a 11 rövid, barázdált hengersor meghajtását ezt követően a 4 filmen keresztül a 9 hosszú, barázdált henger segítségével végezhetjük.

A berendezés magában foglal egy olyan, hosszirányú nyújtóegységet is, amely négy, 17, 18, 19 és 20 sima hengerből áll (a 19 és 20 sima henger fogóhengert képez), s a 17, 18, 19 és 20 sima hengert olyan sebességgel hajtjuk meg, hogy az a kívánt nyújtási fokot eredményezze; a berendezés magában foglal még legalább két olyan további hengerpárt, amelyek az egymásba kapcsolódó 21, 22 és 24, 25 barázdált hengerekből állnak. Ezeket a 6A. ábrán látható módon tervezzük, s valamennyi meghajtott henger.

Hagyományos, a 4 film keresztirányú nyújtására szolgáló A és B egymásba kapcsolódó hengerek láthatók a 8. ábrán, amelyek a 3a, 3b alapból, a 2a, 2b oldalfalakból és az la, lb csúcsokból kialakított kör alakú barázdákkal rendelkeznek. Az egyik hengeren lévő csúcsok körülbelül 4 mm-es távolságra vannak a másik henger alapjától elkülönítve.

A hagyományos 21, 22 barázdált hengerek első összeállítása után a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag áthalad a 23 banánhenger felett, amely a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot enyhén megfeszíti és a 21 és 22 barázdált hengerek által kialakított redők eltüntetésével a méretét megnöveli (azaz az anyagot kiterjeszti).

A film ezt követően áthalad a hagyományos 24, 25 barázdált hengerek második összeállításán, miközben redőzött alakot nyer, s ezt követően - további feszítés nélkül - átjut a 80 °C hőmérsékletű 26, 27 melegített hengereken, amelyek „kivasalják” a redőzött, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot. A 21, 22, 24 és 25 barázdált hengerek biztosítják a megfelelő keresztirányú nyújtást a laminátum számára. A hengereken történő előrejutás közben a filmnek viszonylag hidegnek kell lennie, különben a megnövelt vastagságú részek rugalmas alakváltozása nem maradandó.

Ennek érdekében a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag hűtéséhez és a nyújtási hő eltávolításához a 21,22 és a 24,25 barázdált hengerek érintkezési vonalán keresztül a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag mindkét oldalán környezeti hőmérsékletű légsugarat füvatunk át, miáltal az „elkeskenyedésre” való hajlamot is minimalizáljuk. A környezeti hőmérséklet 33 °C-ot jelent (a kísérletet egy trópusi országban végeztük).

A 9 hosszú, barázdált hengert 25 darab 60 mm hosszúságú edzett acélszegmens alkotja, a két rövid, barázdált hengersort - amelyek mindegyike 13 hengerből áll - ugyancsak edzett acélból alakítjuk ki, s mindegyik egy szegmensen keresztül kapcsolódik. Mindegyik szegmens mindkét végén egy félbarázdában végződik, amely körülbelül 0,05 mm-rel szélesebb, mint a többi barázda félszélessége, s így megfelelő ráhagyást biztosit a hengerek együttesében lévő egyenetlenségek számára, s ezzel egyidejűleg megóvja a keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmanyag keskeny régióit attól, hogy a 10 rövid, barázdált hengereken lévő fogak végei által, vagy a 11 rövid, barázdált hengereken lévő fogak végei által erősen préseltté váljanak. A szegmensek egy közös magon tengelyirányban szilárdan össze vannak csavarozva. A szegmensek 200 mm-es átmérővel rendelkeznek, míg a rövid hengerek átmérője 150 mm. A hengerekre belépő film sebessége percenként körülbelül 25 méter.

A 9 hosszú, barázdált hengeren, a 10 rövid, barázdált hengereken, valamint a 11 rövid, barázdált hengereken a hengemyomás értékét úgy állítjuk be, hogy az

- anélkül, hogy a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagban lyukakat eredményezne, a lehető legnagyobb legyen, ami a jelen példában 200 kilogramm/hengerhossz-cm értéknek felel meg.

Amint azt korábbiakban már említettük, a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot 50 °C hőmérsékletre előmelegítjük. Az oldalsó kalanderezés és az azt követő hosszirányú nyújtás számára az előbbi sorrendnek megfelelően a 9 hosszú, barázdált hengert, a 10 rövid, barázdált hengereket és a 11 rövid, barázdált hengereket, illetve a 17, 18, 19 és 20 sima hengert 40 °C hőmérsékleten tartjuk.

A hosszirányú nyújtás beállítását úgy végezzük, hogy az a végtermékben 1,25:1 nyújtási arányt eredményezzen.

A hosszirányú nyújtást követően alkalmazott 21, 22 barázdált hengerek első összeállításának az egymásba illeszkedését úgy állítjuk be, hogy a végső keresztirányú nyújtási arány 1,33:1 legyen. Ebből következően a végső területi nyújtási arány 1,25x 1,33 = 1,66:1. Mivel az eredeti film 62 g m^-2 sűrűségű és a végső film kétágú, ez azt jelenti, hogy a végméretnek (2x62): 1,66=75 g-m~²-nek kell lennie. Amint azt az alábbiakban még tárgyaljuk, a végsűrűséget közvetlenül is változtathatjuk.

A WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés már említett 3. példájához hasonlóan, az oldalsó kalanderezés (9 hosszú, barázdált henger, 10 rövid, barázdált hengerek, 11 rövid, barázdált hengerek) és a hosszirányú nyújtás (17, 18, 19 és 20 sima henger) után, elhagyva a 21, 22 barázdált hengerek első összeállítását, a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot a 24, 25 barázdált hengerek második összeállításába történő belépés előtt a 23 banánhenger felett enyhén megfeszítjük. A 24, 25 barázdált hengerek második összeállításán történő áthaladás után a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag széltől szélig tartó távolságát állandó értéken tartjuk, azonban

- eltérően az említett példától - a második hosszirányú nyújtást elhagyjuk, és a redőzött anyag a hőkezelés céljából közvetlenül a 26, 27 melegített hengerekhez jut. Ezek a hengerek 80 °C hőmérsékletre vannak felmelegítve. A kezelés végére az anyag gyakorlatilag ugyancsak eléri ezt a hőmérsékleti értéket.

A 24, 25 barázdált hengerek utolsó összeállítása és az első 26 melegített henger között a hosszirányú feszítést magas értéken tartjuk, miáltal az ezeknek a hengereknek a segítségével az anyagba bevitt redőket rendkívül egyenletes eloszlásban tudjuk tartani, de a hőkeze12

HU 217 880 Β léshez történő belépésnél (azaz a 26 és 28 hengerek közötti érintkezési vonal felett) a hosszirányú feszítést gyakorlatilag minimális értékre csökkentjük, s így a melegített hengerek és az anyag közötti súrlódást alacsony értéken tartjuk, annak érdekében, hogy a keresztirányú összehúzódás útján lehetővé váljon a redők eltüntetése. Egy nagymértékű feszítés ennél a pontnál túlságosan erős vasalási hatást okozna. A kismértékű feszítés lehetővé teszi továbbá az anyag hosszirányú összehúzódását, miáltal ez a méret stabilizálódik. Annak érdekében, hogy a fent említett feszültségváltozás elérhetővé váljon, a 26 melegített henger szabályozott sebességű meghajtással rendelkezik és a 28 gumihengerrel együttesen fogóhengert alkot. A 27 melegített henger és a 28 henger vezetőhenger.

A 26,27 melegített hengerekből álló hőkezelési egység, valamint a 29 és 30 hengerekből álló hűtőegység között a kiterjesztés (méretnövelés) céljára egy nagyon enyhe hatású 31 banánhenger van beállítva. A 29 henger és az ennek megfelelő 32 ellenfogó henger meghajtott, míg a 30 henger szabadon jár. A gyártósor mentén a feszítési értékeket a 33, 34, 35 és 36 feszítésszabályozó hengerekkel szabályozzuk.

A 24 és 25 barázdált hengerek utolsó párja közötti illeszkedést rendkívül gondosan kell beállítani úgy, hogy a hőkezelés utolsó hengerét elhagyva még legyen néhány finom redő az anyagban, de a banánhenger enyhe hatása után már ne maradjon semmilyen redő.

A WO-A-88/05378 közzétételi számú nemzetközi szabadalmi bejelentés már említett 3. példájához hasonlóan, az anyagot a második és a harmadik film között széthántással két, keresztezett laminátumra választjuk el.

A keresztmetszetet mikroszkóp alatt vizsgáljuk, és az önhordó képességet az egyik szél visszahajtásával nyert csíknak a saját tömege által kiváltott viselkedése alapján becsüljük meg.

Az összehasonlítás céljára a szokásos kis sűrűségű polietilén (LDPE) film többféle mintáját is vizsgálatnak vetjük alá.

A keresztmetszet az 1. ábrán látható típusú, ahol a „v” szög (lásd a 3. ábrát) értéke jellegzetesen 30°, és a bordák közepénél a vastagság körülbelül másfélszer akkora, mint a bordák közötti vastagság átlagértéke.

A fentiekben említett teszt szerinti önhordó képesség megfelel egy 140 g-m^-2 sűrűségű LDPE-film önhordó képességének, miközben a keresztezetten laminált anyag sűrűsége 73 g-m ²-es, ami igen jól megegyezik a fentiekben említett számított sűrűséggel.

2. példa

Ennek a példának az az egyik célkitűzése, hogy bemutassuk a találmány második tárgyát, azaz a találmány szerinti eljárást, amelynek során egy lapot nyomás alatt működő barázdált hengerek között két lépésben keresztirányban nyújtunk és alakítunk egy olyan rendszerben, amely a nyomás alatti nyújtás és formálás két lépése között egy hosszirányú nyújtást is tartalmaz.

A példa egy másik célkitűzése az, hogy bemutassunk egy, a 2. ábrán látható keresztmetszeti konfigurációt eredményező, különösen hatékony eljárást. A 2. ábrán látható konfigurációban a bordák domború oldala váltakozó elrendezésben a keresztezetten laminált anyag egyik, majd másik oldalán van (ellentétben az 1. példa szerinti eljárás eredményeként nyert elrendezéssel).

Az eljárás az 5. ábra szerinti folyamatábrát követi, azzal az eltéréssel, hogy a 6. és a 7. lépés között egy második hosszirányú nyújtási lépést alkalmazunk.

A koextrudált film összetétele, az extrudálási körülmények, a spirális vágás körülményei és a négy spirálisan vágott filmnek a laminálás céljára szolgáló elrendezése azonos az 1. példában ismertetettekkel, kivéve, hogy a koextrudált filmek mindegyikének sűrűsége az egyik kísérletben 65 g-m”², míg a másik kísérletben 130 g-m ².

Ennek megfelelően az eljárásban alkalmazott összeillesztett, rétegelt anyag négy filmből áll, amelyek mindegyike 30°-os szöggel rendelkezik a hosszanti filmirány (a gépirány) és az olvadékorientáció iránya között, valamint amelyekben az olvadékorientáció irányai olyanok, hogy a gyártósor végén kijövő kétágú laminátum mindegyike keresztezetten laminált anyag.

A nyújtást, laminálást és az „U bordák” kialakítását egymással kombinációban úgy hajtjuk végre, amint az a 6A. ábrán feltüntetett gyártósorban látható, azzal az eltéréssel, hogy a 6A. ábrán keretbe foglalt berendezés ebben az esetben a 9. ábrán vázlatosan bemutatott hengersornak felel meg.

A nyomás alatt történő keresztirányú nyújtás és formakialakítás első lépése az összeillesztett, rétegelt anyag egyik oldalán a 37 barázdált henger és a másik oldalán a 38 és 39 rövid, barázdált hengerek két, kölcsönösen illeszkedő sorozata között történik. A hasonló második nyomás alatti lépés a 40 barázdált henger, valamint a 41 és 42 rövid hengerek két sorozata között kerül végrehajtásra.

A nyomás alatti nyújtás és formakialakítás céljára szolgáló berendezés ilyen összeállításainak mindegyike tartalmazza a következőket: 9 hosszú, barázdált henger, 10 és 11 rövid, barázdált hengerek illeszkedő sorozatai, a csatlakozó, valamint a barázdált hengereken lévő, a 7. ábrán láthatónak megfelelő felületi mintázat. A hengerek és a felületi mintázat méreteit az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.

Annak érdekében, hogy a nyomás nagy erőhatásainak ellenálljanak, valamennyi ilyen barázdált henger edzett acélból készül. A felületi mintázat gépi megmunkálása ±5 μιη-es pontossággal történik.

A négyágú összeillesztett, rétegelt filmanyag egy olyan (az ábrákon nem látható) hengeregységből jön ki, amelyben a filmanyag 60 °C hőmérsékletre melegszik. A filmanyagot a 43, 44 sima fogóhengerek veszik fel, mielőtt az anyag az első keresztirányú nyújtás és formakialakítás céljaira szolgáló 37, 38 és 39 barázdált hengerekkel találkozna. A 37 barázdált hengerről lekerülő film továbbhalad a 45, 46, 47 és 48 hengerekből álló első hosszirányú nyújtóberendezésbe, majd ezt követően találkozik a második keresztirányú nyújtás és formakialakítás céljaira szolgáló 40, 41 és 42 hengerekkel. A két formakialakítási lépés összehangolása érdekében a 45, 46 és 47 hengerek felületei a 10. és 11. ábrán lát13

HU 217 880 Β ható vezetősínekkel rendelkeznek. A vezetéssel kapcsolatos további részleteket a későbbiekben tárgyaljuk. A gépnek ebben a részében a fő hosszirányú nyújtás a 45 és 46 hengerek között történik.

A nyújtott összeillesztett, rétegelt anyag ezt követően bejut a 49, 50, 51, 52, 53,54 és 55 sima hengerekből álló második hosszirányú nyújtóberendezésbe, majd az 5. ábrán látható folyamatábrának megfelelően továbbhalad, vagy más szavakkal, áthalad az 5. ábra szerinti folyamatábra 7-12. számú lépésén. Amint az az említett folyamatábrából is kitűnik, a teljes gyártósor végénél a négy filmből álló, keresztezetten laminált anyagot két, biaxiálisan nyújtott, kétágú laminátumra hasítjuk.

Valamennyi henger saját meghajtással rendelkezik, kivéve a lépcsőzetes sorozatban lévő 38, 39 és 41, hengereket, valamint a 44, 48 és 55 hengert (amelyek meghajtása csak a összeillesztett, rétegelt filmanyagon keresztül az ellenhengerekről származik). A fogás kialakítására szolgáló 44, 48 és 55 hengerek gumiborítással rendelkeznek, míg valamennyi további henger acélhenger. Az acélhengerek belsejében - az adott esettől függően (lásd később) - az összeillesztett, rétegelt filmanyag hőmérsékletének fenntartására vagy pedig hűtésére víz cirkulál.

Amint arról a korábbiakban már említés történt, a és 44 sima fogóhengerek közé betáplálandó összeillesztett, rétegelt anyagot egy, az ábrákon nem látható berendezésben előzetesen már 60 °C hőmérsékletre melegítettük. A 43 sima fogóhengert is ugyanilyen hőmérsékletre melegítjük. A nyomás alatt működő 37, 38 és 39 barázdált hengerek hőmérsékletét valamivel alacsonyabb értéken kell tartani, mint amilyen az összeillesztett, rétegelt filmanyag hőmérséklete. Amennyiben valamilyen hiba folytán magasabb hőmérséklet lépne fel, ez jelentősen növelné annak kockázatát, hogy a bordák közepén a 4. ábrán látható módon vagy annál még nagyobb mértékben elvékonyodás (összeszűkülés) jön létre. Emiatt a 43 hengert, valamint a tartóelemeket és a házat - amelyben a 38 és 39 rövid hengerek kerülnek elhelyezésre - 50 °C hőmérsékleten tartjuk, és a 38 és 39 rövid hengereken állandó sebességgel környezeti hőmérsékletű levegőt fúvatunk keresztül. A környezeti hőmérséklet ebben az esetben 20 °C-ot jelent. A második keresztirányú nyújtási és formakialakítási eljárást követően a laminátumot körülbelül 20 °C hőmérsékletre hűtjük, majd a hőkezelést megelőző valamennyi lépés során körülbelül ezen a hőmérsékleten tartjuk. Ennek érdekében a 9. ábrán látható 49, 50, 51, 52, 53 és 54 hengereket, továbbá a 21, 22, 24, 25, 29 és 30 hengereket szabályozottan 20 °C hőmérsékleten tartjuk.

A második lépés ideje alatt a fő hosszirányú nyújtás az 52 és 53 hengerek között megy végbe, miáltal a laminátum kellőképpen képes lehűlni a 49, 50, 51 és 52 hengerek felett történő áthaladás során. Az 1. példában megadottakhoz hasonlóan, a hőkezelő hengerek (29 és 30; lásd a 6A. ábrát) hőmérsékletét 80 °C-on tartjuk.

Amikor az alábbi szövegrészben a hengerek sebességét említjük, ez alatt a kifejezés alatt minden esetben a hengerek kerületi sebességét értjük.

A teljes nyújtási sor végénél lévő, azaz a kétágú, keresztezetten laminált anyagokra történő szétválasztás utáni sebességet 60 méter/perc (1 méter-másodperc¹) értékre állítjuk be.

A ráncok kialakulásának elkerülése érdekében a 37 henger 5%-kal gyorsabban fut, mint a 38 henger, és a 45 hengerre való pontos áthaladás biztosítása érdekében a 45 henger sebessége 5%-kal nagyobb, mint a 37 henger sebessége. A két formakialakítási lépés közötti fő hosszirányú nyújtás fenntartásáért felelős 45 és 46 hengerek közötti sebességarány változtatható. Ennek beállítását a későbbiekben ismertetjük. A 47 henger ugyanolyan sebességgel mozog, mint a 46 henger.

Az optimális szilárdsági jellemzők megvalósítása érdekében a hosszirányú nyújtott laminátumot a 47 és 40 hengerek között - legalább részben - előnyösen pihentetjük. Ennek érdekében az ezen hengerek sebességei közötti arány ugyancsak változtatható. Ezt szubjektív módon olyan értékre állítjuk be, amely a laminátumban körülbelül minimumra csökkenti a feszültséget, anélkül azonban, hogy közben bármiféle gyűrődést hozna létre.

A hosszirányban nyújtó 49,50, 51 és 52 sima hengerek egymással azonos sebességgel mozognak, ami 5%kal nagyobb értékű, mint a 40 henger sebessége. Az 52 és 53 hengerek közötti sebesség aránya ugyancsak változtatható (ennek beállítását részletesebben szintén a későbbiekben ismertetjük). Az 54 és 55 henger ugyanolyan sebességgel mozog, mint az 53 henger. A nyújtási sor hátralévő részében (lásd a 6A. ábrát) a feszítési beállítások megfelelnek azoknak az értékeknek, amelyeket az 1. példa során ismertettünk.

A terveink szerint a végtermékben lévő hosszirányú nyújtási arány értéke 1,35:1. Ezt az értéket a fokozatos megközelítés módszerével (vagy másképpen a „próba és tévedés” módszerével) érhetjük el, miközben úgy változtatjuk a 45, 46 és az 52, 53 hengerek közötti sebességi arányokat, hogy egyidejűleg egymással azonos értéken tartjuk a két sebességi arányt.

A teljes hosszirányú nyújtás után alkalmazott 21, 22 barázdált hengerek első összeállításának illeszkedését úgy állítjuk be, hogy a végső keresztirányú nyújtási arány értéke 1,35:1 legyen, azaz ugyanakkora legyen, mint a hosszirányú nyújtási arány. Ennélfogva a végső területi nyújtási arány értéke 1,35 χ 1,35= 1,82:1. Ez az egyik kísérletben 65x2:1,82=71 g m~² és a másik kísérletben 1,30x2:1,82=143 g-m-² - a két kétágúvá történő szétválasztás utáni - sűrűségű végméretnek felel meg, amelyet szintén közvetlenül állapítunk meg. Az 1. példához hasonlóan, a 24 és 25 barázdált hengerek utolsó párja közötti illeszkedést rendkívül gondosan állítjuk be úgy, hogy a hőkezelés utolsó hengerét elhagyva még legyen néhány finom redő az anyagban, de a 31 banánhenger enyhe hatása után már ne maradjon semmilyen redő.

Amint azt a fentiekben már említettük, a 37, 38, 39, 40,41 és 42 hengerek felületei lényegében a 7. ábrán látható módon kerülnek kialakításra. Közelebbről, a barázdák felületeinek párhuzamos részei közötti szög 55°, míg az egyes csúcsok közepeinek egymástól mért távol14

HU 217 880 Β sága 1,60 mm, azaz 0,2 mm-rel nagyobb, mint amit az

1. példában alkalmaztunk. Ennek az a magyarázata, hogy a gépnek alkalmasnak kell lennie egy súlyosabb, nevezetesen a második kísérletekben 4x 135 g-m² sűrűségű (azaz körülbelül 600 μιη-es vastagságnak megfelelő) összeillesztett, rétegelt anyag nyújtására.

A csúcsokon lévő görbületi sugarak a következők: a 37, 38 és 39 hengerek esetén 0,20 mm, míg a 40, 41 és 42 hengereken 0,30 mm. Az uralkodó körülmények között azt találtuk, hogy 0,2 mm a lehető legkisebb olyan alkalmazható érték, amelynél még nem alakul ki a 4. ábrán látható el vékony odás (összeszűkülés), továbbá amely az anyag keresztmetszetének nagyon hatékony hullámosításához vezet, azzal az eredménnyel, hogy a laminátum könnyen „mélyedésbe esik” a következő hengereken.

Annak magyarázata, hogy a 40, 41 és 42 hengereken lévő csúcsokon a görbületi sugár miért nagyobb ennél, nevezetesen 0,30 mm, abban rejlik, hogy a második formakialakítási eljárásban a préselt, sávformált részek közelebbivé válnak, mint az első formakialakítási eljárásban nyert préselt, sávformált részek egymás közötti távolságai, ami azzal a hatással jár, hogy a bordák vastagodása kifejezettebbé válik. Amennyiben a nyújtási sort csak az „U bordák” nélküli keresztezett laminátumok (amilyenek a 3. példa szerinti végtermékek) gyártására szántuk volna, kényelmesebb megoldást jelentett volna a 40, 41 és 42 hengereken is 0,20 mm értékű görbületi sugarat alkalmazni.

A szállításért és a laminátumnak a hibás hullámosítási konfiguráció nélküli hosszirányú nyújtásáért felelős 45, 46 és 47 hengerek sokkal több, azonos távolságú sekély mélyedéssel rendelkeznek, mint amik a nyomás alatti formakialakításra és nyújtásra szolgáló barázdált hengereken vannak. A 45 hengeren a henger tengelye és a barázdák felületei közötti szög 45°, miáltal nagyjából megegyezik a hullámosított, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag konfigurációjával (lásd a 10. ábrát), miközben - annak érdekében, hogy lehetővé váljon a laminátum olyan, keresztirányú összehúzódása, amelyre a hosszirányú nyújtás alatt a laminátumnak természetes hajlama van - a 46 és 47 hengereken a megfelelő szög értéke csak 30° (lásd all. ábrát).

Azt a megállapítást, hogy a hosszirányú nyújtóhengereken lévő bordák (mélyedések) ugyanolyan méretekkel rendelkeznek, mint a nyomás alatti nyújtás és formakialakítás céljára szolgáló barázdált hengerek, a következő alapon kell értelmezni: az 1. példához hasonlóan, a hosszú, barázdált hengerek egy közös magon összecsavarozott szegmensekből vannak kialakítva (ebben az esetben valamennyi szegmens 80 mm-es hosszúságú), és mindegyik szegmens mindkét végén egy félbarázdában végződik, amely körülbelül 0,05 mm-rel szélesebb, mint a többi barázda félszélessége. (Magyarázat: lásd az 1. példát.) Ezt az összes szegmens mindkét végén lévő extra 0,05 mm-t figyelembe vesszük az átlagos méretek kiszámításakor, s így a hibák hengerről hengerre nem adódnak össze (nem halmozódnak).

A hullámosított laminátum a hosszirányú nyújtás előtt erőteljes hajlamot mutat az oldalsó kiterjedésre, míg a hosszirányú nyújtás az oldalsó összehúzódásra való hajlamot vált ki. Az ebben a példában választott nyújtási körülmények között a kiterjedésre való a hajlam a domináns, míg más körülmények között ez ezzel ellentétes is lehet. Ugyanakkor azonban a hengereken lévő mélyedéseknek az a feladatuk, hogy lehetővé tegyék mindenféle kitágulás vagy összehúzódás elkerülését. Ennek a hatásnak az elérése érdekében a 37-45, 45-46, 46-47 és 47-40 hengerek között a távolság mindegyik esetben csak néhány milliméter, és emellett állítható. Ezek a hengerek nagyon pontosan vannak sorba állítva, annak érdekében, hogy a hengerek a hullámosított laminátumot megfelelőképpen a „mélyedésekben” tartsák. Ehhez a véghez a hengerek számára szolgáló keretek kellő merevséggel készülnek, mimellett valamennyi henger számára viszonylag nagy (300 mm) átmérőt választunk, amely egyébként a hajlás miatt zavarhatná a kiegyenesedést. A további meghajtott hengerek ugyanilyen (300 mm) átmérővel rendelkeznek, azonban ebben az esetben annak érdekében, hogy kielégítő futő/fütő felületeket biztosítsanak.

A 43,47 hengerek és a 40-54 sorban lévő szomszédos hengerpárok közötti távolság kevéssé kritikus, s ezek mindegyikének esetében a távolságot körülbelül 20-50 mm értékben választjuk meg. A támasztékokat és a vázszerkezetet olyan módon rendezzük el, hogy a gyártási soron történő előrehaladás ideje alatt a hengereket félre, illetve szét lehessen húzni.

A 38,39 és 41,42 sorban lévő rövid, barázdált hengerek - hasonlóképpen, mint az 1. példában - 150 mm-es átmérővel rendelkeznek. Az ezen hengerek közötti és az ezeknek megfelelő - az előbbi sorrendben - 37 és 40 hosszú, barázdált hengerek közötti nyomást a lehető legnagyobb olyan értékre állítjuk be, amelynek alkalmazása még nem okoz lyukakat a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagban. Egy 4x65=230 g-m~² sűrűségű összeillesztett, rétegelt filmanyag betáplálása mellett a hengemyomást 200 kg/cm hengerhosszértékűnek választjuk, míg 4x130=520 g-m^-2 sűrűségű összeillesztett, rétegelt filmanyag betáplálása mellett az alkalmazott hengemyomás 200 kg/cm hengerhossz.

A 71 g-nr² sűrűségű, keresztezetten laminált anyagból nyert mintákat az 1. példában megadott módon teszteltük, míg a 143 g-m^-2 sűrűségű, keresztezetten laminált anyagból nyert mintákat csak mikroszkópos vizsgálatoknak vetettük alá. Mindkét mintasorozat a bordák domború oldalának az egyik, majd a másik oldalon lévő, váltakozó elrendezését mutatja, annak megfelelően, ahogyan azt a 2. ábrán bemutatjuk. A bordák közötti tartomány egyértelműen sokkal egyenletesebb, mint ami az 1. példa szerinti keresztezetten laminált anyagon volt megfigyelhető. A „v” szög (lásd a 3. ábrát) jellegzetesen körülbelül 40°-os az egyik oldalon és 30°-os a másik oldalon. A bordák közepénél lévő vastagság a bordák közötti anyag átlagos vastagságának körülbelül 1,8-szerese.

Az 1, példában ismertetett teszt szerinti önhordó képesség a 71 g-m ² sűrűségű, keresztezetten laminált anyag esetében megfelel egy 160 g m ² sűrűségű, kis sűrűségű polietilénből (LDPE) képezett film megfelelő értékének.

HU 217 880 Β

Az 1. példában alkalmazott egyszerűbb és kevéssé költséges eljárási sorral összevetve a 2. példa során alkalmazott eljárás a következő előnyökkel rendelkezik:

1. A bordák domború oldala kialakítható váltakozóan az egyik, majd a másik oldalon (2. ábra), még abban az esetben is, ha az anyagot az eljárás végén középen szétválasztjuk.

2. Az „U bordás” szerkezet nagyobb lineáris sebességek mellett állítható elő.

3. A műveletek vastagabb anyaggal végezhetők.

4. A bordák közötti anyag egyenletesebbé válik.

3. példa

Ez a példa annak a célnak a bemutatására szolgál, hogy - kívánt esetben - hogyan lehet módosítani a 2. példa szerinti eljárást annak érdekében, hogy „U bordák” nélküli, keresztezetten laminált anyagot állítsunk elő. Ezzel kapcsolatban a példa az összehangolt módon kapcsolódó két, nyomás alatti keresztirányú nyújtási lépés végrehajtásának előnyeit is demonstrálja.

A 2. példa szerinti eljárást teljesen azonos módon megismételjük, kivéve a következő eltéréseket:

1. A hossz- és a keresztirányú nyújtási arány - az eljárás végén mérve - mindkét esetben 1,40:1. A területi nyújtási arány ennek megfelelően 1,40x1,40=1,96:1.

2. A hőkezelés hőmérséklete 100 °C (26 és 27 henger).

3. A barázdált hengerek utolsó összeállítása közötti illeszkedést a fokozatos megközelítés módszerével úgy állítjuk be, hogy ennek értéke valamivel kisebb legyen, mint ami visszaállítja az U alakot (amennyiben az illeszkedés értéke ennél sokkal kisebb, a vastagság szabálytalanabbá válik).

Az eljárást egyrészt olyan négy, keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmanyaggal végezzük, amelyekben minden egyes film 65 gm-² sűrűségű, másrészt olyan négy, keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmanyaggal hajtjuk végre, amelyekben minden egyes film 130 g-m~² sűrűségű.

Az összehasonlítás érdekében összehangolás nélkül hasonló kísérleteket végzünk, s e célból a sort két lépésben működtetjük. A négyágú anyag előmelegítése után mindkét lépés a 47 és 48 hengerek között kezdődik. Az első lépés az 55 hengerrel fejeződik be, miután a négyágú anyagot a második lépésben történő ismételt felhasználás céljára megfelelőképpen felcsévéltük.

Ebben a lépésben az anyag végigmegy a 47, 48 hengerektől kezdve a hőkezelés, hűtés és elválasztás valamennyi lépésén.

Az első lépés előtt a négyágú anyagot 60 °C hőmérsékletre melegítjük, a 47, 48 hengerek hőmérsékletét ugyanilyen értékre emeljük, miközben valamennyi további henger hőmérsékletét 50 °C-on tartjuk. A második lépés előtt a négyágú anyagot 50 °C hőmérsékletre melegítjük, a nyomás alatti keresztirányú nyújtásra szolgáló hengereket ugyanilyen hőmérsékleten tartjuk, miközben a hosszirányú nyújtásért felelős hengerek hőmérsékletét 20 °C-os értéken tartjuk.

A későbbi eljárási lépéseket az összehangolt eljárással kapcsolatban a fentiekben kifejtett körülményeknek megegyezően végezzük.

Mindkét lépésben úgy alkalmazzuk a 47, 48 hengereket, hogy a nyomás alatti nyújtás előtt 5%-os nyújtást biztosítsanak a négyágú anyag számára. A teljes nyújtási arányok ugyanolyanok, mint az összehangolt eljárás során nyert értékek.

A végtermékek mindegyikének keresztmetszetét mikroszkóp segítségével vizsgáljuk. Azok a minták, amelyeket összehangolt módon nyújtottunk, azt mutatják, egyenletes távolságban vastagabb bordák vannak, azonban a bordák között a vastagság nagyon egyenletes. Az említett vastagabb bordák enyhe hidegkalanderezéssel könnyen eltávolíthatók (eliminálhatók), miáltal a vastagság az anyag egészében rendkívül egyenletessé válik.

Azok a minták, amelyeket összehangolt módon nem nyújtottunk, körülbelül 10-20 mm szélességű térközöket (intervallumokat) mutatnak, s amelyek leginkább a fent említett egyenletes szerkezethez hasonlóak (a hullámosított filmnek a „mélyedésbe esésre” való hajlama miatt), azonban ezek között az intervallumok között vannak olyan, körülbelül 5-10 mm szélességű további térközök, amelyekben a szerkezet szabálytalan, miközben ezeken a helyeken az anyagnak olyan keresztmetszeti foltjai vannak, amelyek gyakran vékonyabbak, mint az átlagos vastagság fele.

A hidegkalanderezésre szolgáló berendezéssel nem volt lehetséges az ilyen típusú keresztezetten laminált anyagok vékony sávjainak az eltüntetése.

4. példa

Megismételjük az 1. példát és a 3. példa összehangolt részét, azzal az eltéréssel, hogy polipropilén bázisú filmeket alkalmazunk kiindulási filmekként. A koextrudált filmek középső rétegének (a teljes 75%-ának) összetétele a következő: 80%-ban az ASTM D-1238 L körülményei között 0,3-es olvadékfolyási indexű homopolipropilénből, valamint 20%-ban az ASTM D-1238 E körülményei között 0,3-es olvadékfolyási indexű LLDPEből (lineáris, kis sűrűségű polietilénből) áll.

A felületi rétegek, amelyek a teljes film 10%-át, illetve 15%-át alkotják, azonos összetételűek az 1. és a

2. példában megadottakkal.

A filmek sűrűségi értékei a következők: 60 g-m² az 1. példának megfelelő kísérletben, illetve 65 és 130 g m-² a 2. példa szerinti két kísérlet esetében (az ott megadott sorrendnek megfelelően).

Egyéb vonatkozásokban az eljárást az említett példáknak megfelelően végeztük.

Keresztmetszeti profil: az U bordák alakja igen jól megegyezik az 1. és 2. példák megfelelő mintáinak alakjával, kivéve azt, hogy az 1. példa szerinti kísérlet a bordák között egyenletesebb vastagságot eredményez.

Az önhordó képesség - az ebben a vonatkozásban ekvivalens LLDPE-film (lineáris, kis sűrűségű polietilén film) vastagságaként kifejezve - körülbelül 20%kal nagyobb, mint amit az 1. és 2. példa szerinti keresztezetten laminált anyagok mutatnak.

Claims (38)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Keresztezetten laminált film, amely legalább két, orientálható és hőre lágyuló, polimer anyagú filmből van kialakítva, és amelyben mindegyik film egytengelyűén orientált vagy aszimmetrikus módon kéttengelyűen orientált, továbbá amelyben az egyes filmek főiránya egymást keresztező, és a keresztezetten laminált anyag a barázdákra merőleges irányú, változó nyújtási arányoknak megfelelő vastagságváltozás révén kialakított barázdamintázattal rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a mintázat olyan bordákból áll, amelyek vastagabbak, mint a laminátum átlagos vastagsága, és amelyek egy olyan, általában homorú és egy olyan, általában domború felülettel rendelkeznek, amelyek a borda hosszirányára keresztirányban a bordákat elhajlítják, továbbá a bordák széleiben vagy a bordák széleivel szomszédos helyzetben lévő anyag az anyag feszültségmentes állapotában a borda irányával ellentétesen meg van hajlítva, és a két szomszédos borda közötti anyag általában kiegyenesített alakú.

2. Az 1. igénypont szerinti keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a bordák lényegében a lap teljes szélességének megfelelően, általában szabályos mintázatban vannak elrendezve.

3. A 2. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a bordák domború oldalai váltakozó elrendezésben a keresztezetten laminált anyag egyik, majd másik oldalán vannak.

4. A 2. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a bordák domború oldalai a keresztezetten laminált anyag egyik és ugyanazon oldalán vannak.

5. A 2. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a szomszédos bordák közötti átlagos távolság - a csúcstól csúcsig mérve és átlagértékként figyelembe véve - 1 és 10 milliméter közötti értékű.

6. A 2. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a keresztbordák határai között lévő, általában lapított anyag átlagos vastagsága - ahol bordahatár az a hely, ahol a borda vastagsága azonos egy, a bordát és további szomszédos bordákat is magában foglaló helyi régión belül - legalább 15%-kal és előnyösen legalább 30%-kal kisebb, mint a borda legnagyobb vastagsága.

7. A 6. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy lényegében nincs olyan helyi vastagság, amely kisebb, mint a laminátum átlagos vastagságának 30%-a, és a helyi vastagság előnyösen nem kisebb, mint a laminátum átlagos vastagságának 50%-a.

8. A 2. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a bordának a homorú oldalán a két tangenciális sík közötti szög (v) a borda két széléhez közel, ott, ahol ez a szög (v) a legnagyobb, a keresztezetten laminált anyagot keresztező különböző bordák átlagát tekintve legalább 10 fokos.

9. A 8. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a szög (v) 25 fok és 90 fok közötti értékű.

10. A 2. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy hosszirányba nyúló, U alakú bordái helyenként meg vannak szakítva a hosszirányban különálló keresztirányú egyenesek deformációs vonalainak mintázatával, ahol a megnövekedett vastagságú és U alakú profilú bordák lényegében eltűnnek.

11. Az 1. igénypont szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a laminátum egyedi filmjei olyan triextrudált filmek, amelyek középen egy, a szilárdsághoz szükséges főréteget, a felületeken pedig a filmek közötti kötést elősegítő és a keresztezetten laminált anyag hegeszthetőségéhez szükséges tulajdonságokat biztosító kisebb rétegeket tartalmaznak, továbbá a filmek főrétege 10-30%-ban főképp lineáris típusú, alacsony sűrűségű polietilénből és maradék részben nagy molekulatömegű polietilénből, nagy molekulatömegű polipropilénből vagy ezek keverékeiből áll.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti, keresztezetten laminált film, azzal jellemezve, hogy a laminátum hosszmetszetben nézve hullámosított vagy cikcakkosított.

13. Eljárás bordamintázatú, keresztezetten laminált anyagú film folytonos szalagjának előállítására, amelynél legalább két filmből (4) egy keresztezetten összeillesztett, rétegelt szalagot alakítunk ki, amely filmek (4) mindegyike orientálható és hőre lágyuló polimer anyagból van, és mindegyik film (4) egytengelyűén orientált vagy aszimmetrikus módon kéttengelyűen orientált, továbbá a filmek (4) legalább egyike a hossziránya és orientációjának főiránya között szöget zár be, valamint az orientáció főirányaira nézve keresztezetten összeillesztett legalább két filmet (4) a szalag haladási irányára keresztirányban barázdált hengerek (21, 22, 24, 25) alkalmazásával megnyújtjuk, és az eljárásban a legalább két filmet (4) folyamatosan összelamináljuk, azzal jellemezve, hogy a keresztirányú nyújtást úgy végezzük, hogy a keresztezetten laminált szalag előállítása során a hőre lágyuló anyag olvadáspontja alatti hőmérsékleten egy hullámos keresztmetszetű formát alakítunk ki a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak legalább a keresztezett laminátumán, és a hullámos keresztmetszetű forma kialakítási lépése alatt vagy azt követően a hullámok csúcsrészeit a keresztezetten laminált anyag legalább egyik oldalán stabilizáljuk, a stabilizált részek közötti keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag keresztirányú nyújtását barázdált hengerekkel (21, 22, 24, 25) végezzük úgy, hogy a keresztirányú nyújtás mellett a hullámos alak stabilizált részeiben lévő anyag alakját vagy rugalmas alakját fenntartjuk, és ezt követően a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot hőkezeljük, így a stabilizált részek közötti anyagot a szalag mozgásirányára merőleges irányú összehúzódás helyi régiójában lévő keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag felületei között lényegében félúton lévő elméleti sík mentén zsugorítjuk, és a hőkezelést kívánt esetben úgy végezzük, hogy a keresztirányú nyújtás művelete során a barázdált hengerben (21, 22, 24, 25) visszatartott hullámos, rugalmas alakváltozás bármely stabilizált részét legalább részben átalakítjuk az 1. igénypont szerinti bordamintázatú, keresztezetten laminált anyag előállításához.

HU 217 880 Β

14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelési lépés közben a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot enyhe keresztirányú feszítésnek vetjük alá.

15. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelést előre meghatározott mértékben redőzött anyaggal végezzük, és az anyagot egy forró, sima hengerrel (26,27) érintkeztetjük, miközben enyhe feszítés alkalmazásával vasalást végzünk.

16. A 13-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagot a részek kialakítása és stabilizációja előtt vagy közvetlenül azt követően hosszirányban nyújtjuk.

17. A 13-16. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csúcsrészeket úgy stabilizáljuk, hogy a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyaggal történő formakialakítást a hőre lágyuló anyag olvadáspontjához közeli hőmérsékleten végezzük.

18. A 13-16. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csúcsrészek stabilizálását úgy hajtjuk végre, hogy besugárzás melletti térhálósítást végzünk.

19. A 13-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ívelt részek kialakítását és stabilizálását a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagnak nyomás alatt működő, barázdált hengereken (9, 10, 11) történő keresztüljuttatásával egyidejűleg végezzük.

20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább négy, keresztezetten összeillesztett, rétegelt filmet (4) dolgozunk össze a barázdált hengerek (9, 10, 11) között, valamint az összeillesztett, rétegelt anyagot a gyártási eljárás bármely későbbi lépésénél kívánt esetben több, keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyagra választjuk szét.

21. A 13-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a stabilizált részekben lévő ívelt alak rugalmas alakváltozásának fenntartására a keresztezetten összeillesztett, rétegelt anyag barázdált hengerek (9, 10, 11) közötti nyújtását olyan anyaggal végezzük, amelynek hőmérséklete a stabilizált részeknél közel szobahőmérsékletű, előnyösen 15 °C és 40 °C közötti értékű.

22. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keresztezetten összeillesztett, rétegelt szalagnak egy teljes keresztirányú zsugorítást megengedő hőkezelése alatt egy hosszirányú zsugorítást is lehetővé teszünk.

23. Eljárás egy polimer anyagú filmnek vagy egy keresztezetten összeillesztett, laminált filmnek keresztirányú nyújtására, amelynek során a filmet (4) kör alakú vagy spirális barázdákkal rendelkező, egymásba illeszkedő, meghajtott barázdált hengerek (9, 10, 11) között vezetjük keresztül, és amelynek során a film (4) csak a barázdált mintázat csúcsain érintkezik a barázdált hengerek (9, 10, 11) felületeivel, azzal jellemezve, hogy - a nyújtási hő megszüntetése és a polimer anyagnak a nyújtás ideje alatti kívánt hőmérsékleten tartása érdekében - a barázdált hengerek (9, 10, 11) érintkezési vonalán keresztül a polimer anyagnak az egyik vagy mindkét oldalára egy fluid közeg, előnyösen levegő vagy víz áramát irányítjuk.

24. Eljárás folytonos polimer anyagú filmnek biaxiális nyújtására, melynek során

- nyomás alatt működő, barázdált hengerek segítségével kombinált, keresztirányú feszítést és keresztirányú préselést végzünk hullámok kialakítására a filmben (4), melynek során az anyag ellentétes felületeit egymással szemben nyomjuk, legalább oldalirányú hosszirányú tartományokban, ellentétes mintázattal ellátott barázdált hengerek (9, 10, 11) közötti átvezetéssel,

- hengerek (17, 18,19,20) között hosszirányban nyújtjuk az anyagot,

- barázdált hengerek (21, 22, 24, 25) közötti második formakialakítást és keresztirányú nyújtást végzünk, azzal jellemezve, hogy

a) egymáshoz igazítjuk a barázdált hengerekre (9, 10, 11) bejutó filmen (4) lévő hullámok közötti távolságot és a hengerek (9, 10, 11) barázdái közötti távolságot, vagy

b) az első és a második formakialakítási eljáráshoz azonos barázdatávolságú barázdált hengereket (9, 10, 11; 21, 22, 24, 25) alkalmazunk, miközben a hengersorok között kellőképpen kis távolságot tartunk a filmnek (4) az első és második formakialakítási eljárás közötti szakaszon történő áthaladásakor a film (4) hullámai közötti távolság állandó értéken tartásához.

25. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a barázdált hengerek (21, 22, 24, 25) közötti második formakialakítást és nyújtást a keresztirányú feszítési és a keresztirányú préselési lépés kombinálásával nyomás alatt végezzük.

26. A 24.b) vagy 25. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hullámok közötti távolságot állandó értéken tartó erők hatását oly módon fokozzuk, hogy az első formakialakítási lépés barázdált hengereinek (37,38, 39) elhagyása után és a második formakialakítási lépés barázdált hengereivel (21, 22,24,25) történő találkozás előtt a filmet (4) olyan, vezetősínekkel rendelkező kiegészítőhengerek (45, 46,47) hatásának tesszük ki, amelyek barázdatávolsága megfelel az első és a második formakialakítási eljárás barázdált hengerein (21, 22, 24, 25, 37, 38, 39) lévő barázdatávolságnak.

27. A 24-26. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második formakialakítási lépést követően további hosszirányú és/vagy keresztirányú nyújtást végzünk.

28. A 27. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első formakialakítási eljárás előtt a filmet (4) felmelegítjük, a második formakialakítási eljárás előtt és alatt lényegében változatlan hőmérsékleten tartjuk, majd az ezt követő nyújtást megelőzően lehűtjük.

29. A 24-28. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a filmet (4) az utolsó keresztirányú nyújtási lépést követően sima hengerek (49, 50, 51, 52, 53, 54, 55) között kalanderezzük, a lap végső felhasználása előtt.

HU 217 880 Β

30. Berendezés folytonos polimer anyagú film biaxiális nyújtására, amelynek van

a) szemben lévő, egymásba kapcsolódó első keresztirányú nyújtó, és filmformáló egysége, mely meghajtott, barázdált hengereket (37, 38,39) tartalmaz, melyek mindegyike külsején kör alakú vagy spirális mintázott bordákat és ezek között csúcsokat (7) tartalmaz, továbbá a hengerek (37, 38, 39) csúcsai (7) és a szemben lévő hengerek (37, 38, 39) bordáikkal egymásba kapcsolódó módon vannak kialakítva,

b) az 1. alatti nyújtási egységgel képezett hullámos film (4) hosszirányú nyújtására és részben a hullámok eltávolítására hosszirányú nyújtási egysége és

c) szemben lévő második keresztirányú és filmformáló egysége, mely meghajtott, barázdált hengereket (40, 41,42) tartalmaz, melyek mindegyike külsején kör alakú vagy spirális mintázott bordákat és ezek között csúcsokat (7) tartalmaz, továbbá a barázdált hengerek (40, 41, 42) csúcsai (7) és a szemben lévő hengerek (40, 41, 42) bordáikkal összekapcsolódó módon vannak kialakítva, azzal jellemezve, hogy eszközöket tartalmaz a hosszirányú, második nyújtási egységről kikerülő filmben (4) lévő hullámoknak a következő, második keresztirányú nyújtásra szolgáló barázdált hengerek (40, 41, 42) közötti áthaladás során való megtartására.

31. A 30. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40, 41, 42) mindkét sorozatának barázdái azonos térközökkel rendelkeznek, és a hullámosság megtartására szolgáló eszközök a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40, 41, 42) első és második összeállítása közötti hengerek (45, 46, 47) mindegyik összeállítása között kellőképpen kis távolságot tartó módon vannak elrendezve a haladási irányban ahhoz, hogy a lapban lévő hullámok azonos távolságban maradjanak a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40, 41,42) első és második sorozata között.

32. A 30. és 31. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hullámok megtartására szolgáló eszköz legalább egy hengerből (45, 46, 47) áll a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40, 41, 42) első és második összeállítása között, és a henger (45, 46, 47) a lapon lévő hullámokkal való összehangolásához a felületén vezetőpályákkal rendelkezik.

33. A 30-32. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a barázdált hengernek (37, 38, 39; 40,41, 42) második sorozatát követően legalább egy további keresztirányú és/vagy hosszirányú nyújtási egysége van.

34. A 33. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hosszirányú vagy keresztirányú nyújtási egység után egy hőkezelési egysége van.

35. A 34. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hőkezelési egység tartalmaz egy sima, melegített hengert (26,27), továbbá egy szabályozott feszítést alkalmazó eszközt (36), valamint közvetlenül a hőkezelési egység előtt barázdált redőzőhengerek (24, 25) vannak.

36. A 35. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a barázdált redőzőhengereken (24, 25) áthaladó film számára egy, a barázdált hengerek (24, 25) érintkezési vonalán keresztül a film (4) egyik vagy mindkét oldalára egy fluid közeg áramát irányító hűtőeszköze van.

37. A 30-36. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40, 41, 42) első sorozatának barázdái úgy vannak beállítva, hogy a filmet (4) szélesebb sávokba préselik, mint a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40, 41, 42) második sorozata által préselt lapok sávjai.

38. A 30-37. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a barázdált hengerek (37, 38, 39; 40,41,42) első és második sorozata egyikének vagy mindkettőnek a barázdái egy alappal (6), ferde oldalfalakkal (5) és egy csúccsal (7) rendelkeznek, a szemközti hengerek oldalfalai (5 a, 5b) a magasságuk egy része felett lényegében párhuzamosak, továbbá az említett hengerek között áthaladó filmet (4) redőző szemközti hengerek (24, 25) barázdái párhuzamos oldalfalakkal (5a, 5b) rendelkeznek.