HU222597B1 - Növelt szilárdságú érdesített műanyag fóliák - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya növelt szilárdságú érdesített műanyag fólia. Atalálmány lényege, hogy legalább a csúszásmentesítendő oldalán ateljes felületen vagy annak meghatározott területein acsúszásmentesítő réteg anyagából és/vagy más, a csúszásmentesítő réteganyagával összehegedni képes részecskékből álló, a felületbe hegedt,abból legalább részben kiálló kiemelkedéseket tartalmazócsúszásmentesítő műanyag rétege és a csúszásmentesítő műanyag rétegmásik felületéhez közvetlenül vagy közvetve rögzített legalább két,egy egységet képező módon egymáshoz rögzített, a rétegirányba eső, deazon belül egymástól eltérő – előnyösen egymásra merőleges – jellemzőorientációs irányú, orientált összetevőt tartalmazó szilárdságnövelőműanyag rétege van. ŕ

Description

A találmány növelt szilárdságú érdesített műanyag fóliákra irányul.

Ismeretes, hogy a műanyag fóliák használata a műszaki élet, szállítás, kereskedelem és a mindennapos közszükségleti cikkek különböző területein egyaránt számos felhasználási célra elterjedt.

A műanyag fóliák általában két alapvetően fontos tulajdonsággal kell hogy rendelkezzenek, a felhasználási terület függvényében; nevezetesen megfelelő szilárdsággal (szakítószilárdsággal) és csúszásmentességgel kell bírniuk.

A szilárdság fokozható a megfelelő anyag választásával, a vastagságnöveléssel vagy az anyag szerkezetében orientáltság létrehozásával.

Az orientáció a műanyagiparban a műanyag fóliákban a molekulaláncok irányítottságát jelenti. A kívánt irányú orientáltság a fóliának a gyártás során az adott irányban történő nyújtásával alakítható ki. Erős orientálással a fóliának az orientáció irányában fellépő húzófeszültséggel szembeni szakítószilárdsága jelentősen növelhető, ugyanakkor az arra merőleges irányban a szakítószilárdság csökken. Ily módon az egy irányban erősen orientált fólia az orientáció irányában ható terhelésekkel szemben kifejezetten ellenálló, míg az arra merőleges irányban szakítószilárdsága gyenge.

A gyakorlatban többek között úgy állítanak elő hossz- és keresztirányban egyaránt magas szakítószilárdságú műanyag rétegeket, hogy egy egységet képező módon egymáshoz rögzítenek eltérő (előnyösen egymásra merőleges) orientációs irányú, erősen orientált összetevőket. Ez történhet például megfelelően orientált és egymásra illesztett műanyag síkfóliák egymáshoz rögzítésével, laminálásával vagy húzott műanyag (például polipropilén) szálakból szőtt szövött, hurkolt vagy szövés nélküli szerkezet kialakításával.

Csúszásmentességet a technika jelenlegi állása szerint eddig a legkézenfekvőbbnek tűnő megoldás szerint úgy értek el, hogy az egymással érintkezésbe kerülő és egymáson elcsúszó felületeket ragasztóanyaggal kenték be. Ennél a megoldásnál azonban problémát jelentett a ragasztó megválasztása és minősége, továbbá az a körülmény, hogy poros környezet a megoldás hatásosságát erősen rontja. Jó minőségű ragasztó esetén ugyanis a felületek szétválasztása nehézkes, sokszor a felületek sérüléséhez is vezethet. Gyengébb minőségű ragasztónál viszont az elégtelen tapadási szilárdság miatt nem volt a feladat megoldottnak tekinthető.

Az US 5,431,960 számú leírásban ismertetett megoldástípusnál a fólia saját anyagából kialakított egyenetlenségekkel próbálták a felületeket csúszásmentesíteni. Ezek közül az egyik jellegzetes megoldás, melynél prégelték a fóliát, a belső oldal felől, így azon az oldalon, ahol a csúszásgátlást kellett létrehozni, dudorok alakultak ki. Próbálkoztak továbbá hosszirányú bordák létrehozásával is, azonban ez csak részleges megoldást jelentett, miután a csúszásgátlás ezen a módon csak részlegesen, egyik irányban volt elérhető.

Olyan megoldást is kidolgoztak, amelynél a feldolgozandó műanyag granulátumszemcsék közé idegen anyagot kevertek, mely homogén módon nem volt a műanyagba ágyazható, így felületi kiemelkedéseket képezett. Ez azonban a megmunkáló extruderhengereket erősen koptatta, a szerszám idő előtt tönkrement, továbbá a kiemelkedések elrendezése a termék felületén nem volt kellőképpen kontrollálható.

Olyan megoldást is alkalmaztak már, amelynél a fólia mindkét oldalán kiemelkedéseket képeztek, úgy, hogy kémiai adalékot kevertek a feldolgozandó keverékhez. Ennek hátránya költséges volta, miután elég nagy mennyiségű és drága adalékra van szükség, továbbá, hogy a felhasználási kört szűkíti, azáltal, hogy a termék mindkét oldala kiemelkedésekkel, dudorokkal van ellátva.

A fentiekben ismertetett megoldások mindegyike költséges, nem gazdaságos, nem kellően hatékony, és azért kerültek alkalmazásra, mert nem volt olyan módszer ismeretes, amely a problémát kellő módon megoldotta volna.

Saját másik megoldásunk fennálló, lényegében még ki nem elégített szükségletet elégített ki, amennyiben a vázolt problémák kiküszöbölésével a műszaki feladatot megoldotta. Ezen megoldás szerint az érdesíteni kívánt, hőre lágyuló műanyag fólia felület összehegedésre alkalmas állapotának fenntartásához elegendő hőtartalommal rendelkező fólia-félkésztermék érdesíteni kívánt felületére vagy ilyen hőmérsékletre melegített egyik vagy mindkét fóliafelületre a fólia anyagából és/vagy azzal összehegedni képes más műanyagból képezett, megfelelő szemcseméretű és/vagy kopási szilárdságú részecskéket juttatunk, megfelelő sűrűségben és alakzatban eloszlatva, és az érdesített felület ezen állapotát a kívánt összehegedés létrejöttéig tartjuk fenn.

A csúszásmentesítés szempontjából az egyik leghatékonyabb megoldás tehát az érdesített műanyag fólia. A csúszásmentesség minősége javul a felületegységre jutó részecskék számának növelésével.

A csúszásmentesség és a nagy mechanikai szilárdság azonban egymásnak ellentmondó követelmények egy hagyományos érdesített fóliával szemben, az alábbiak miatt:

Az érdesített műanyag fólián a felületegységre jutó részecskeszám az orientáltság (a fóliának a gyártás folyamán történt megnyújtása) mértékével fordított arányban áll (adott elrendezés esetén az orientáció növelésével a részecskesűrűség csökken), ugyanakkor az érdesített fólia kellő mechanikai szilárdságának eléréséhez a fólia minél nagyobb mértékű orientálása lenne szükséges.

Probléma lehet továbbá a megfelelő alapanyag kiválasztása, ugyanis az érdesítést eljárás szempontjainak (például részecske formájában történő előállíthatóság vagy beszerezhetőség, illetve a rendelkezésre álló részecskékkel való összehegedési képesség, a hegedősre alkalmas állapot könnyű előidézhetősége és fenntarthatósága stb.) leginkább megfelelő alapanyagok szakítószilárdsági paraméterei messze elmaradhatnak más, egyébként szóba jöhető lehetséges alapanyagokéitól.

Az érdesített műanyag fólia jó csúszásmentessége és magas mechanikai szilárdsága a hagyományos módszerekkel egyidejűleg nehezen valósítható meg. Ennek egy lehetséges módja például, hogy a fólia vastagságát

HU 222 597 Bl nagyon megnöveljük, ami viszont a költségek növekedését vonja maga után, s egyéb alkalmazási hátrányokkal is járhat.

A találmány célkitűzése a fentiekre való tekintettel tehát olyan, megnövelt szilárdságú érdesített műanyag fólia létrehozása, amely egyesíti magában az erős orientáltságból fakadó nagy szakítószilárdságot és az érdesítésnek köszönhető csúszásmentességet, és emellett előállítása költségkímélő is.

A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a műanyag fóliának legalább a csúszásmentesítendő oldalán a teljes felületen vagy annak meghatározott területein a fólia anyagából és/vagy más, a fólia anyagával összehegedni képes részecskékből álló, a felületbe hegedt, abból legalább részben kiálló kiemelkedéseket tartalmazó műanyag fólia másik felületéhez közvetlenül vagy közvetve egy szilárdságnövelő műanyag réteg van megfelelően rögzítve, akkor elérhető az, hogy a fólia az érdesített felülete révén az adott csúszásmentességi igények szempontjából optimális érdesítettségű és csúszásmentességű legyen, ugyanakkor a szilárdságnövelő rétegnek köszönhetően a tervezett mechanikai szilárdsági igényt optimálisan kielégítő szilárdsággal rendelkezzen, amellett, hogy a teljes rétegvastagság, így az azzal összefüggő előállítási költségek is alacsony szinten maradjanak.

Az érdesített fólia és a belehegedt kiemelkedések alapanyaga, a fólia vastagsága, a kiemelkedések mérete, sűrűsége és eloszlása a kívánt csúszásmentességi minőség szempontjából legelőnyösebb értékek lehetnek.

A találmány szerinti növelt szilárdságú érdesített műanyag fólia lényege tehát, hogy legalább a csúszásmentesítendő oldalán a teljes felületen vagy annak meghatározott területein a csúszásmentesítendő réteg anyagából és/vagy más, a csúszásmentesítendő réteg anyagával összehegedni képes részecskékből álló, a felületbe hegedt, abból legalább részben kiálló kiemelkedéseket tartalmazó csúszásmentesítő műanyag rétege és a csúszásmentesítő műanyag réteg másik felületéhez közvetlenül vagy közvetve rögzített, legalább két, egy egységet képező módon egymáshoz rögzített, a rétegirányba eső, de azon belül egymástól eltérő (előnyösen egymásra merőleges) jellemző orientációs irányú, orientált összetevőt tartalmazó szilárdságnövelő műanyag rétege van.

A hőre lágyuló műanyagból készült szilárdságnövelő réteg tehát a megfelelő szakítószilárdság elérése érdekében olyan, hogy tartalmaz legalább két, egy egységet képező módon egymáshoz rögzített, a rétegirányba eső, azonban azon belül egymástól eltérő, előnyösen egymásra merőleges orientációs irányú, erősen orientált összetevőt. így a szilárdságnövelő réteg állhat például megfelelően orientált és egymáshoz rögzített műanyag síkfóliákból (például többrétegű, laminált rendszer) vagy húzott műanyag (például polipropilén) szálakból képezett szerkezetből, így szőtt szövetből, hálóból, hurkolt kelméből és hasonlókból.

A csúszásmentesített réteg és a szilárdságnövelő réteg között lehet egy vagy több más (például összekötő) réteg is. A felhasználás szempontjából fontos követelmény, hogy a csúszásmentesítő réteg felületére külső tényezők által a felhasználáskor ható átlagos súrlódási feszültség tervezett legnagyobb értékét meghaladja a csúszásmentesítő réteg és a szilárdságnövelő réteg közti mechanikai kötés átlagos nyírószilárdsága. Ez ahhoz szükséges, hogy a felhasználás során az egyes összetevő rétegek a legnagyobb terhelés hatására se válhassanak el egymástól.

Az így képezett növelt szilárdságú érdesített fólia szilárdságát a szilárdságnövelő réteg szilárdsága, csúszásmentességét pedig a csúszásmentesítő réteg csúszásmentessége határozza meg.

Gazdaságossági okokból, a tervezett igénybevételtől függően, bizonyos alkalmazásoknál a szilárdságnövelő réteg teijedelme lehet kisebb, mint a csúszásmentesítő réteg felülete, azaz a csúszásmentesítő réteghez csak területének bizonyos részén van szilárdságnövelő réteg rögzítve, de lehet olyan alkalmazás is, melyben az összefüggő szilárdságnövelő rétegre azt nem teljesen lefedő vagy nem folytonosan összefüggő csúszásmentesítő réteg van rögzítve.

Az említett rétegek egymáshoz rögzítése történhet például ragasztással, varrással, hegesztéssel vagy a csúszásmentesítő réteg a szilárdságnövelő rétegre képlékeny állapotban rá lehet öntve.

A szilárdságnövelő réteg lehet például tömlő, zsák vagy síkszövet, anyaga előnyösen polipropilén.

A csúszásmentesítő réteg felületi kiemelkedéseinek átlagos mértéke előnyösen 100 mikronnál nagyobb, még előnyösebben 100 mikronnál nagyobb és 300 mikronnál kisebb.

A szilárdságnövelő réteg mindkét oldalához rögzíthető csúszásmentesítő réteg.

A csúszásmentesítő réteg tartalmazhat érdesítés nélküli felületrészeket is.

Claims (17)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Növelt szilárdságú érdesített műanyag fólia, azzaljellemezve, hogy legalább a csúszásmentesítendő oldalán a teljes felületen vagy annak meghatározott területein a csúszásmentesítő réteg anyagából és/vagy más, a csúszásmentesítő réteg anyagával összehegedni képes részecskékből álló, a felületbe hegedt, abból legalább részben kiálló kiemelkedéseket tartalmazó csúszásmentesítő műanyag rétege és a csúszásmentesítő műanyag réteg másik felületéhez közvetlenül vagy közvetve rögzített legalább két, egy egységet képező módon egymáshoz rögzített, a rétegirányba eső, de azon belül egymástól eltérő - előnyösen egymásra merőleges - jellemző orientációs irányú, orientált összetevőt tartalmazó szilárdságnövelő műanyag rétege van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a szilárdságnövelő rétegként szövetet vagy hálót tartalmaz.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a szilárdságnövelő rétegként többrétegű laminált fóliát tartalmaz.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege a csúszásmentesítő réteghez van ragasztva.

   HU 222 597 Β1
5. 5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege a csúszásmentesítő réteghez van varrva.
6. 6. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege a csúszásmentesítő réteghez van hegesztve.
7. 7. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a csúszásmentesítő réteg a szilárdságnövelő rétegre képlékeny állapotban való ráöntéssel van rögzítve.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a csúszásmentesítő réteg nem fedi le teljes egészében a szilárdságnövelő réteget.
9. 9. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a szilárdságnövelő réteg nem fedi le teljes egészében a csúszásmentesített réteget.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege tömlő vagy zsák.
11. 11. Az 1., 2. vagy 4-10. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege polipropilénszövet.
12. 12. Az 1., 2. vagy 4-11. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege polipropilén síkszövet.
13. 13. Az 1., 2. vagy 4-11. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétege polipropilén körszövet.
14. 14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a csúszásmentesítő réteg felületi kiemelkedéseinek átlagos mértéke 100 mikronnál nagyobb.
15. 15. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a csúszásmentesítő réteg felületi kiemelkedéseinek átlagos mértéke 100 mikronnál nagyobb és 300 mikronnál kisebb.
16. 16. Az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy szilárdságnövelő rétegének mindkét oldalához van rögzítve csúszásmentesítő réteg.
17. 17. Az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti fólia, azzal jellemezve, hogy a csúszásmentesítő réteg tartalmaz érdesítés nélküli felületrészeket is.