NO309312B1 - Fremgangsmåte ved strekking av et kontinuerlig polymert foliemateriale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved strekking av et kontinuerlig polymert foliemateriale som angitt i krav l's innledning.

Det har i mer enn 40 år vært kjent å oppnå en tverrstrekking ved å føre filmen mellom sporforsynte valser, hvor hvert spor går i hovedsaken i skruelinjeform eller sirkulært rundt hver valse og innbefatter en bunn, en topp på hver side, samt sidevegger mellom bunn og topper. Inngrepet mellom toppene, når valsene går sammen i et valsegap, bevirker at materialet strekkes på tvers, med dannelse av folder som strekker seg i hovedsaken i maskinretningen. Avhengig av hvorvidt sporene er sirkulære eller skruelinjeformede vil foldene gå diagonalt eller i hovedsaken nøyaktig i maskinretningen.

Ved alle disse metoder henger filmen relativt fritt mellom toppene selv på det sted hvor man har det dypeste inngrep. Dersom toppen er relativt smal sammenlignet med filmtykkelsen, vil virkningen til toppen være at det i hovedsaken skjer en strekking på toppen, men er toppen relativt bred, vil man få en irregulær strekking mellom toppene. Som følge herav gjentas prosessen vanligvis flere ganger, men man får likevel et profilert produkt, og profilen vil være ujevn.

I noen prosesser skrår sporenes sidevegger utover. I JP-B-4829386 er eksempelvis vist en innretning hvor topphøyden er 10 mm, og hvor avstanden mellom hosliggende topper kan anslås til ca. 10 mm. I hvert spor klemmes filmen mellom bunn og topp (med en krumningsradius på 4 mm) i det korresponderende spor, men filmen er tydeligvis ikke under kompresjonspåvirk-ning på andre steder i sporet. Filmen klemmes således ikke mellom sideveggene. Hovedhensikten med dette prosesstrinn synes å være oppnåelsen av en uniaksial orientering, fordi en biaksial orientering oppnås i den totale prosess (og i prosessen ifølge JP-B-4619831) ved at banematerialet etterpå føres mellom samvirkende sporvalser hvor sporene går aksialt. En tverrstrekking ved hjelp av samvirkende sporvalser, hvor sideveggene skrår utover, er også beskrevet i US-PS 4.116.892.

All strekking skyldes toppene, og de utragende sidevegger tar i hovedsaken ingen del i prosessen. En utførelse som man har funnet generelt mer tilfredsstillende har vertikale sidevegger, hvorved det blir større plass for en fri bevegelse av filmen mellom samvirkende topper. En slik innretning er beskrevet i GB 1.526.722, 1.526.723 og særlig i 1.526.724.

Uheldigvis kan toppavstanden i slike innretninger ikke være altfor liten, dvs. mindre enn ca. 2 mm, fordi det ellers vil forefinnes en vesentlig fare for mekanisk beskadigelse av toppene. Når toppene står tett, dvs. har en innbyrdes avstand på ca. 2 mm eller mindre, kan man også bare håndtere relativt tynne polymere banematerialer, (eksempelvis under 200 eller 300 g/m<2>).

Fra FR 2376738 er det kjent en innretning med strekkevalser. En utvidelse i tverretningen vil kunne skje under bølgeform-ingen.

Det vil være ønskelig å kunne redusere faren for beskadigelse av toppene og å kunne oppnå en mer jevn profil og/eller å kunne strekke kraftigere materiale. Det vil også være ønskelig å kunne oppnå en mer jevn innvirkning på bane-materialet i en enkel gjennomføring, sammenlignet med hva man tidligere har kunnet oppnå. Disse ønskemål er ønskelige ikke bare med hensyn til en tverrstrekking av et enkelt banemateriale, men også for fibrileringen av egnede banematerialer og for sammenbinding av laminater.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte som angitt i krav 1.

Det en en ny og overraskende kombinasjon å bruke kompressiv tverrstrekking på krysslaminerte folier.

Med oppfinnelsen er det mulig å oppnå en overraskende bedring av homogeniteten i strekkingsmønsteret og økede styrkeegenskaper (særlig rivforplantingsstyrke, punkteringsstyrke og slagstyrke). Tykke filmer, vanligvis med en tykkelse som man ikke kan behandle på tilfredsstillende måte ved hjelp av de tidligere prosesser, kan behandles ifølge oppfinnelsen for oppnåelsen av et produkt hvor all profilering vil være regulær og derfor aksepterbar, samtidig som tynnere filmer kan behandles for oppnåelse av en i hovedsaken jevn, uprofilert film.

Dersom filmen fibrileres under prosessen (eksempelvis ved punktering før behandlingen eller ved skumming eller tilstedeværelsen av korn i filmen) kan det oppnås et finere og mer jevnt fibrileringsmønster. Når to banematerialer skal bindes sammen under strekkingen, oppnås ofte en bedret sammenbinding. Faren for skader på toppene reduseres.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselv-stendige krav.

Graden av tverrstrekking for et hvilket som helst polymert banemateriale vil delvis være avhengig av graden av og vinkelen til smelteorienteringen, trykket mellom valsene, banetykkelsen og den hastighet hvormed banematerialet føres mellom valsene. Vanligvis trykkes valsene sammen med et trykk på minst 17 kg/cm aksial lengde. Dette vil kunne gi en brukbar tverrstrekking, eksempelvis minst 10$, ved relativt lave hastigheter, eksempelvis 5 eller 10 m/min. Det fore-trekkes imidlertid å trykke valsene sammen med trykk på over 50 kg/cm og vanligvis over 100 kg/cm, eksempelvis 200 - 300 eller til og med opp til 500 kg/cm aksial lengde, eller enda høyere, fordi dette vil kunne gi god tverrstrekking ved høye hastigheter, eksempelvis 40 m/min eller det dobbelte av dette eller mer. Fortrinnsvis vil tverrstrekkingen i en enkel gjennomgang mellom samvirkende valser være minst 15$, eksempelvis opp til 50% eller mer. Strekkingen er forskjellen mellom den rette linjebredde til materialet før tverrstrekkingen og lengden til en medianlinje gjennom det foldede materialet.

Den innledende tverrstrekking, vanligvis etterfulgt av en lengdestrekking, tilveiebringer mikroskopiske initiering-eller strekksoner og disse gir tilfredsstillende egenskaper, slik at en ytterligere behandling ikke blir vesentlig. Fortrinnsvis blir imidlertid det resulterende i lengderetningen strukkede materiale tverrstrukket etterpå. Prosessen ifølge oppfinnelsen kan således repeteres, fortrinnsvis ved en temperatur på over 50"C eller under, for derved å oppnå et biaksialt orientert materiale med minimale tykkelsesvariasjoner. Det vil kunne være tilfredsstillende å strekke banen på tvers ved hjelp av konvensjonelle samvirkende sporvalser, dvs. valser hvor hvert spor strekker seg i hovedsaken i skruelinjeform eller sirkulært rundt hver valse og er definert av et par topper og sidevegger, og banematerialet strekkes rundt hver topp i hovedsaken uten å klemmes mellom hosliggende sidevegger. Fordi de mikroskopiske strekksoner virker som initiatorer for etterfølgende strekking, kan det oppnås tilfredsstillende resultater med bruk av relativt grove sporvalser, eksempelvis med en toppavstand på opptil 40 eller 50 mm, selv når strekktemperaturen er under 50°C.

Fortrinnsvis vil bredden til banematerialet (dvs. den tverrgående lineære avstand mellom sidekantene) etter den første tverrstrekking ifølge oppfinnelsen være ca. 100$ til 130$, fortrinnsvis ca. 100$ til 110$ av utgangsbredden. Etter den langsgående strekking kan bredden være ca. 70 til ca. 100$. Etter en ytterligere sidestrekking, med bruk av samvirkende sporvalser, vil banebredden kunne være ca. 110$ til 200%. Tverrbredden forblir således fortrinnsvis i hovedsaken uendret etter de første tverrgående og langsgående strekk-inger, men kan øke i den avsluttende tverrstrekking. Banematerialet kan ha en utgangstykkeIse vanligvis under 1 mm og stort sett under 600 pm, fortrinnsvis under 500 pm, eller (angitt som vekt) fortrinnsvis under 600 g/m<2> mest foretrukket under 500 g/m2 . Tykkelsen er vanligvis over ca. 200 g/m<2> og over ca. 200 eller 300 pm, selv om materialet kan være tynnere, eksempelvis ned til ca. 100 pm. Det polymere materiale kan fortrinnsvis være polyalkylenpolymer, fortrinnsvis en etylen eller propylen homopolymer eller kopolymer, og særlig kan det være en iso- og syndio-taktisk polypropylen, en høytetthetspolyetylen (HDPE) (ofte høy molekylarvekt), lavtetthetspolyetylen (LDPE), lineær lavtetthetspolyetylen (LLDPE), og blandinger og koekstrudater.

Banematerialet kan ha flere lag og disse kan være sammen-bundet eller ubundne før prosessen. Det kan således dreie seg om et ubundet laminat av to bindbare banematerialer, idet laminatet sammenbindes under prosessen. Særlig vil tverr-strekningen ifølge oppfinnelsen, etterfulgt av den beskrevne lengdestrekking, kunne føre til høyere bindekrefter enn de man oppnår med de kjente sporvalse-lamineringsprosedyrer. Fortrinnsvis er i det minste ett av de to banematerialer som skal sammenbindes et koekstrudert laminat med et bindeflate-lag vendt mot det andre banematerialet i paret. Optimale fysikalske og andre styrkeegenskaper oppnås vanligvis når samtlige strekktrinn utføres ved en temperatur vesentlig under den temperatur ved hvilken laminatets kontaktflater ville binde ved enkel kontakt.

Banematerialet kan være en sandwich av uniaksialt orienterte banematerialer hvor orienteringsretningene går på tvers av hverandre. Prosessen kan således resultere i en biaksial strekking av tverr-sandwich-film. Denne film kan fremstilles ved smelteorientering av en rørfilm og oppkutting av denne i skruelinjeform med en slik vinkel i forhold til orienterings-retningen at det fremkommer en skrå orientert bane, som så tverrlamineres med en på lignende måte fremstilt og orientert materialbane. Den biaksiale strekking kan da kombineres med en binding av lagene, som beskrevet foran. Fortrinnsvis er det resulterende banemateriale en tverrlaminert film som beskrevet i GB 1.526.722. Oppfinnelsen muliggjør en behandling av polymerblandinger som er stivere enn de man hittil har kunnet benytte for tilveiebringelse av en ferdig bane med en mer jevn tykkelse enn man tidligere har oppnådd.

Det er vanligvis ønskelig at et polymert banemateriale har minst en flate som er så glatt som mulig. Det er mulig å oppnå en overraskende glatthet på den ene siden dersom det strukkede banemateriale som oppnås med prosessen Innbefatter et laminat av to eller flere separerbare banematerialer og disse separerbare banematerialer rives fra hverandre etter prosessen. De mot hverandre vendte lag av de separerbare banematerialer kan da ha en meget høy overflatekvalitet og glatthet. Eksempelvis kan overflaten da ha en øket glans, en øket friksjonskoeffisient, bedre påtrykkingsegenskaper , og bedret varme- og ultralyd-sveisbarhet. Flaten har en i hovedsaken fullstendig mangel på mikrotopografi, som undersøkt med et skanderende elektronmikroskop. For å lette adskillelsen, er i det minste det ene banemateriale i hvert separerbare par fortrinnsvis et koekstrudert laminat med et frigjørings-flatelag vendt mot det andre banemateriale i paret. Frigjør-ingsoverflatelaget kan være av et hvilket som helst materiale som vil fremme en løsriving. Det kan velges for i sterkere grad å gi det løsrevne banemateriale de ønskede flateegen-skaper, eksempelvis friksjons- eller bedrede varmesveiseegen-skaper. Eksempelvis kan varmesveisbare sekker fremstilles med en glatt innerflate som fremkommer ved løsrivingen (hvilket gir god sveisetetning) og en korrugert ytterside (som vil gi god stablestabilitet, fordi støv vil samle seg i korruger-ingsfurene). Alternativt kan det oppnås en glansfylt ytre flate som egner seg for påtrykking.

Samtidig som man kan velge materialer slik at to eller flere banematerialer kan rives fra hverandre etter behandlingen ifølge oppfinnelsen, vil det også være mulig å velge slike materialer at to eller flere andre lag blir bundet til hverandre, på den ovenfor beskrevne måte. Et antall separate lag (noen i form av en koekstrudert film) kan således utsettes for behandlingen ifølge oppfinnelsen for derved å tilveiebringe en sammenbinding av sett av to, tre eller flere lag til laminater, samtidig som det muliggjøres en løsriving av hosliggende laminater. Eksempelvis kan hvert løsrivbare laminat være fremstilt ved at to koekstruderte filmer sammenbindes under tverr- og lengdestrekkingen, idet hver slik koekstrudert film innbefatter et overflatelag, minst et styrkelag og et overflate-bindelag, idet overflate-binde-lagene vender mot hverandre og løsrivingsevnen kan tilveiebringes ved at man velger egnet flatelag på den innerste laminatflaten eller ved at det tilveiebringes et separat frigjøringslag mellom de to sett av koekstruderte lag.

Dersom tykkelsen til banematerialet som føres mellom de samvirkende valser er relativ stor, slik som ofte tilfellet er i slike prosesser, så vil foldene kunne bli relativt dype. Det kan da være fordelaktig å utsette det foldede banemateriale for en varmebehandling med tillatelse av en krymping i hvertfall i tverretningen. Banematerialet kan oppvarmes før eller etter løsrivingen. Dersom det dannes relativt tynne soner som følge av overstrekking under føringen mellom de samvirkende valser, vil disse ha en utpreget tendens til sammentrekking ved oppvarming til en egnet temperatur, med tilhørende tverrkrymping, og derved kan tykkelsesvariasjoner i det tverrstrukkede materiale reduseres eller nesten elimineres med oppvarmingen. Fortrinnsvis resulterer oppvarmingen i minst 1% krymping, ofte minst 12%, i tverretningen. Vanligvis vil krympingen være under 30$. Oppvarmingen kan gjennomføres i en ovn, men fortrinnsvis utføres den ved at materialet bringes i kontakt med en oppvarmet valse, hvilken valse vil kunne ha en stabiliserende innvirkning på den tverrgående krymping. Fortrinnsvis utføres oppvarmingen mens banematerialet fremdeles er foldet i lengderetningen, slik at det derved tillates en jevn krymping mens banematerialet fremdeles har kontakt med den oppvarmede valse. Det skal her vises til US 4.629.525 for tilleggsinformasjon om egnede varmebehandlinger og tverrlaminater som med fordel kan utsettes for behandlingen.

Et særlig foretrukket hovedlag for bruk i en laminert bane fremstilt ifølge oppfinnelsen, er i form av en blanding av høymolekulærvekt-høytetthet-polyetylen og polyetylen med betydelig lavere molekulærvekt og tetthet. Sistnevnte polyetylen velges fortrinnsvis fra kopolymerer og/eller avgrenede polyetylener som har samme eller høyere forlengelse ved brudd (testet ved romtemperatur under langsom strekking) enn det anvendte høymolekulære vekt-polyetylenet, og som er egnet til distinkt segregering, under dannelse av en distinkt mikro-fase, fra høymolekulærvekt-polyetylenet ved en kjøling av en smeltet homogen blanding av komponentene. Blandingsforholdet mellom polyetylene er fortrinnsvis 25:75 til 75:25. Inkluder-ingen av polypropylen med betydelig lavere molekulærvekt enn høymolekulærvekt-polyetylenet kan også være fordelaktig, i mengder på fra 0- 70%, basert på den kombinerte vekt av polypropylen og begge polyetylener.

I den her gitte beskrivelse har høymolekulærvekt-høytetthet-polyetylenet (HMHDPE) fortrinnsvis en smeltestrømningsindeks på ca. 0,2 eller lavere ved ASTM D1238 condition E, og lavtetthet-polyetylenet (LDPE) er fortrinnsvis lineært lavtetthet-polyetylen (LLDPE).

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen, hvor det strukkede banemateriale innbefatter et laminat av to eller flere separerbare banematerialer og de separerbare banematerialer rives fra hverandre etter prosessen, er å tilveiebringe et forbedret banemateriale med én side som i hovedsaken består av et relativt hårdt polymert materiale, mens den andre består av et relativt mykt polymert materiale. Den siden som i hovedsaken består av det hårde materiale, kan bidra til sterk bedring av slitasje- og punkteringsegenskapene. Tilstedeværelsen av et lag av et hårdt polymert materiale vil alltid gi tendens til dypere profilering når banematerialet strekkes mellom sporvalser, men man har i forsøk som førte frem til foreliggende oppfinnelse funnet at hardt materiale i kjernen til en sporvalsestrukket bane gir meget mindre profilering enn lignende materiale ved en eller begge overflater.

Som følge herav kan det være meget fordelaktig å anordne laget av hårdpolymer i eller nær midten av banen under strekkingen, og bringe det frem til eller nær overflaten ved hjelp av den foran beskrevne avriving.

Eksempelvis kan det relativt myke materiale på den ene siden være en polyetylenblanding, fortrinnsvis en kombinasjon av HMHDPE og LLDPE som beskrevet foran, og det relativt hårde materiale på den andre siden kan være ren eller nesten ren HMHDPE, eller kan alternativt være i hovedsaken polypropylen.

Oppfinnelsen er vist på de tilhørende tegninger, hvor

Fig. 1 i en omtrent 20 gangers forstørrelse viser de samvirkende flater i et sporvalsesystem som

beskrevet i GB 1.526.722,

fig. 2 i en lignende målestokk viser de samvirkende flater i et sporvalsesystem for utøvelse av

oppf innelsen,

fig. 3 viser et skjematisk enderiss av en innretning for utøvelse av oppfinnelsen, med to samvirkende valser og med valser for strekking i lengderetningen ,

fig. 4 viser et sideriss av den øvre delen av innretningen i fig. 3,

fig. 5 viser et grunnriss av de samvirkende valser i fig. 3, idet koplinger av andre komponenter er utelatt, og

fig. 6-8 viser tegninger fremstilt av mikrografer av tverrsnitt for ulike banematerialer, idet fig. 8 er komparativ.

Vanlige samvirkende valser A og B for en tverrstrekking av en film 4 er vist i fig. 1. Valsene har sirkulære eller skruelinje-spor utformet med en bunn 3a,3b, sidevegger 2a,2b og topper la,lb. Toppene har en bredde på ca. 500 pm og en innbyrdes avstand på ca. 2 mm. Filmen strekkes ved 4' rundt hver topp når toppen har en liten radius (i størrelsesordenen filmtykkelsen) og er i en relativt avspent tilstand og mindre strukket ved 4", mellom toppene. Har toppen en radius som er meget større enn filmtykkelsen, så skjer strekkingen primært mellom toppene.

De valser som benyttes har spor som vist i fig. 2. Hvert spor har en basis eller bunn 6a eller 6b, utover skrånende sidevegger 5a eller 5b og en topp 7a eller 7b. Sideveggene 5a og 5b i motliggende valser er parallelle over en del av lengden. Hver bunn 6a og 6b er fortrinnsvis dimensjonert slik at filmen ikke vil være komprimert mellom topp og bunn, selv om den er under kompresjon mellom sideveggene 5a og 5b. Eksempelvis kan hver bunn være slik utformet at det dannes et lite rom 8 mellom filmen og bunnen. Toppene 7a har fortrinnsvis en innbyrdes avstand på mindre enn ca. 2 mm.

Innretningen i fig. 3-5 har en lang sporvalse 9 og innbyrdes forskjøvne rader av korte sporvalser 10 og 11 på hver side av valsen 9. Hver av valsene har en sporprofil som vist i fig. 2. Valsene 10 og 11 bæres av respektive armer 12 og 13 som er svingbart opplagret i rammen 14 og kan påvirkes av hydrau-liske eller pneumatiske anordninger 15, slik at derved valsene 10 og 11 kan trykkes mot valsen 9 med en valgt kraft. I praksis drives valsen 9 (ved hjelp av ikke viste midler) og valsene 10 og 11 kan da drives med valsen 9 via banen 4. Om så ønskes kan imidlertid valsene 10 og 11 drives sammen ved hjelp av fleksible koplinger 16.

Innretningen kan ha en lengdestrekkeenhet som i fig. 3 består av fire glatte valser 17,18,19 og 20. Disse drives med en hastighet som gir den ønskede strekking. Enheten kan også innbefatte minst et ytterligere par av samvirkende sporvalser 21 og 22. Disse kan enten være av den type som er vist i fig.l eller 2, avhengig av formålet. Velges en konvensjonell utførelse, lik den som er vist i fig. 1, så kan toppavstanden være tilstrekkelig stor (eksempelvis 40 mm) og toppbredden så høy at det i et strekketrinn kan oppnås strekkforhold opptil ca. 1,8:1 eller mer uten noen særlig fare for beskadigelse av valseflaten. Med et slikt grovt valseflatemønster ville man ha fått ubrukbare resultater i de tidligere kjente prosesser. Gode resultater oppnås ifølge oppfinnelsen fordi det i det første trinn er dannet mikrostrekk-soner. Toppene er imidlertid fortrinnsvis avsmalnet ved sine rygger, med en halv-sylindrisk toppradius på ca. 0,1-0,4 mm.

Sporvalsene 9,10 og 11 (og eventuelt 21 og 22) må være av et egnet materiale, vanligvis herdet stål. Vanligvis vil samtlige valser ha diametre i området 550-250 mm, fortrinnsvis 75-200 mm. Eksempelvis kan den lange valsen ha en diameter på ca. 150 mm mens de korte valsene kan ha en diameter på rundt 100-150 mm.

For å bedre det nøyaktige inngrepssamvirke har valsene 10 og 11 mulighet for en liten aksial bevegelse. Avstanden mellom flatene 5a og 5b bør være innenfor ± 5 um langs lengden av valsen 9. I en typisk innretning er hver valse 10 ca. 12 cm lang og toppene har en innbyrdes avstand på 1,4 mm. Topp-radien er 0,2 mm og den vinkel som sideveggene danner ved toppen, er 55°. Banen 4 kan gå inn i innretningen i forvarmet tilstand, eksempelvis med en temperatur på 35-50°C, og den lange valsen 9 kan være forvarmet til rundt samme temperatur. Valsene 17-20 vil vanligvis også være oppvarmet, men fortrinnsvis til et lavere temperaturnivå.

Banen som går ut fra gapet mellom valsene 9 og 11 vil ha en i lengderetningen foldet struktur som vist i fig. 6 (som viser et 4-lags tverrlaminat med en tykkelse på 240 um i de partier hvor laminatet har vært under kompresjon).

Tverrlaminatet i fig. 7 er et 2-lags laminat, som eksempel 1. Hvert lag hadde 90 g/m<2> og 300 mm bredde før strekking og var gitt struktur som i fig. 6 ved føring mellom valsene 9,10 og 11. Valsene hadde en overflateform som i fig. 2. Deretter ble laminatet strukket i lengderetningen for i hovedsaken å eliminere foldene, og ble så strukket i fire løp mellom sporvalser som vist i fig. 1, idet valsene hadde en toppavstand på 1,8 mm. Deretter fulgte en avsluttende strekking.

Filmen i fig. 8 ble, som eksempel 2, tilformet av samme banemateriale og ble utsatt for de samme prosesstrinn som filmen i fig. 7, med unntagelse av at det istedenfor sporvalsene i fig. 2 ble benyttet sporvalser av den type som er vist i fig. 1, med toppavstander på 1,8 mm. Filmen kunne i begge til-feller (fig. 7 og 8) fritt spre seg ut mellom hvert av de konvensjonelle sporvalse-strekktrinn, med bibehold av en bølget form. Mellom det avsluttende konvensjonelle spor-valsetrinn og den avsluttende lengdestrekking ble spredning ikke tillatt. Det totale strekkforhold er ca. 1,4:1 i hver retning og den endelige tykkelsen er 90 g/m2 . Det går klart frem at den film som er fremstilt ifølge oppfinnelsen, fig. 7, har en meget jevnere tykkelse enn den film som er fremstilt med bruk av konvensjonelle sporvalser, fig. 8.

Eksempel 1

To koekstruderte filmer ble ført mellom valsene 10 og 9 og mellom 10 og 11 i fig. 3. Toppavstanden var 1,4 mm, topp-radien var 0,2 mm og valsediameteren var ca. 100 mm. Hver kort valse var 120 mm lang. Sporvalsene 20,21 hadde en toppavstand på 1,8 mm og en toppradius på 0,25 mm. Hver film besto av tre lag, et lag med en varmeforseglingsflate, tilformet av LLDPE og utgjørende 15$ av tykkelsen, et laminerende lag utgjørende 10* av tykkelsen, anbragt på den motliggende side og bestående av 80* LLDPE og 220* EPDN, og et sentralt lag som utgjorde 75% av filmtykkelsen og var fremstilt av 50* HMHDPE og 50* LLDPE. Filmene ble anordnet med de laminerende lag i innbyrdes kontakt. Filmene ble fremstilt ved ekstrudering ved ca. 240°C som en rørfilm, med et blåseforhold på 1:1 etterfulgt av en spiralskjæring i en vinkel på 45°, for tilforming av perpendikulære tverrlaminater. Hver film hadde en flatevekt på ca. 90 g/m<2> (ca. 100 um tykkelse). De to filmene ble ført mellom sporvalsene 9 og 10/11 med et hydraulisk trykk på 1,46 tonn på hver av de 120 mm lange sporvalser (ca. 120 kg/aksial cm). Hastigheten ved inngangen i innretningen var 10 m/min. og omgivelses-temperaturen og temperaturen til hver valse var ca. 35°C. Filmen ble tverrstrukket og det fremkom en foldet struktur i hovedsaken som vist I fig. 6. Uten noen tverrspenning for eliminering av foldene ble filmen så strukket i lengderetningen og deretter tverrstrukket i fire trinn som beskrevet foran i forbindelse med fig. 7, etterfulgt av en avsluttende lengdestrekking. Filmen hadde da den form som er vist i fig. 7. Slagstyrken for en fallende kule (1 kg aluminiumoksyd) for en 90 g/m<2> film var 150 cm. Til sammenligning hadde en 87 g/m<2> tidligere kjent film (fig. 8) en verdi på 90 cm.

Eksempel 2

Prosessen i eksempel 1 ble gjentatt, med unntagelse" av at den ble stoppet etter den begynnende tverrstrekking og strekkfor-holdet etter behandlingen rundt valsen 9 ble notert for ulike hydrayliske trykk of hver 12 cm valse. For alle disse forhold gjelder at den målte verdi er forholdet mellom lengden til medianlinjen gjennom den foldede film og lengde til den rette linjebredde for filmen, som målt før strekking. Strekkfor-holdet var 20*, eller 1,2, selv når kraften mot valsen var så liten som 17 kg/cm. De følgende verdier ble notert.

Eksempel 3

Dette eksempel vedrører fremstilling av et høystyrke tverrlaminat i en kommersiell prosess under utnyttelse av en teknikk, ifølge hvilken banen strekkes og lamineres i dobbel tykkelse og så separeres ved slutten av prosessen. Hvert lag er en koekstrudert film og innbefatter: (1) et overflatelag som virker som frigjøringslag under fremstillingen, og som samtidig bedrer varmesveiseegenskapene

(i det etterfølgende betegnet som et frigjørings-sveiselag)

og

(2) et annet overflatelag som fremmer bindingen (blokkingen) av lagene i laminatet til hverandre.

En rørfilm ble ekstrudert, innbefattende et hovedlag i midten, hvilket lag i hovedsaken var et styrkelag, samt i de foran nevnte frigjørings- og lamineringslag.

De tre lagene utgjorde henholdsvis 75*. 15* og 10* av den

totale filmtykkelse. Tykkelsen til den ekstruderte film var 7 g/m2 . Hovedlaget besto av en meget intimt blandet komposisjon av 50* høymolekulær vekt-høytetthetspolyetylen (HMHDPER) som markedsføres under varemerket "Hostalen 9255", og 50* 1ineær-lavtetthet-polyetylen (LLDPE) med en smeltestrømnings-indeks på 1,0, markedsført under varemerket "Dowlex 2045".

Frigjøring/sveiselaget besto av 100* av samme LLDPE.

Lamineringslaget besto av en intim blanding av 70* av samme LLDPE pluss 30* EPDM, markedsført under varemerket "Nordel 1500" .

Ekstruderingstemperaturen var 240°C. Diameteren i den ring-formede ekstruderingsdyse var 285 mm og blåseforholdet var 1:1,2. Hver av rørfilmene ble skåret i skruelinjeform med en vinkel på 45° og fire slike filmer, hver med en bredde på rundt 100 cm, ble laminert og strukket, med overflatelagene vendt mot hverandre i følgende sekvens:

(1) lamineringslag mot lamineringslag

(2) frigjøring/sveiselag mot frigjøring/sveiselag,

(3) lamineringslag mot lamineringslag.

Disse samlede fire filmer, som ennå ikke var bundet til hverandre, ble forvarmet med et par valser til en temperatur på ca. 4°C og så ført inn i innretningen som vist i fig. 3 og som nevnt i eksempel 1.

Den lange valsen 9 var bygget opp av 20 segmenter av herdet stål, hvert segment med en lengde på 120 mm. De to radene med korte valser, hver bestående av 10 valser, var også av herdet stål og hver av dem tilsvarte et segment. Hvert segment var ved hver ende avsluttet med et halvspor, med en bredde ca.

0,2 mm større enn halve bredden til de andre sporene, for derved å oppta unøyaktigheter under sammensettingen av valsene. Segmentene ble skrudd godt sammen i aksialretningen på en felles kjerne. Segmentene og de korte valsene hadde en diameter på 150 mm. Valsetrykket ble etablert hydraulisk, med 1,46 tonn/kort valse. Filmhastigheten inn mellom valsene var ca. 25 m/min. Sporvalsen 9 var varmet opp til 40"C.

Den etterfølgende lengdestrekking ble foretatt med valser ved 30" C og ga et strekkforhold på ca. 1,3:1, målt i den avslappede tilstand. To par av konvensjonelle sporvalser, såsom 21 og 22, ga et totalt tverrstrekkforhold på ca. 1,4:1 ved 30°C. Disse valsene hadde en toppavstand på 4 mm og en halvsirkulær toppp med radius på 1 mm. Etter passering gjennom det første sett (men ikke etter andre sett) ble den foldede film spredd ut ved hjelp av bomberte valser. Under strekkingen mellom sporvalsene var filmen underkastet en lav lengdespenning, med mulighet for filmen til å krympe i lengderetningen mellom sporvalsene, til et avsluttende lengde-strekkforhold på ca. 1,25:1. Deretter ble filmene strukket ytterligere i lengderetningen ved 30°C under anvendelse av konvensjonelle lengdestrekkvalser, helt til foldene ble borte.

Etter lengdestrekkingen ble laminatet i praktisk talt spenningsløs tilstand (spenningen ble regulert ved hjelp av dansevalser) ført inn i en frikrympe-varmebehandlingsenhet hvor de først ble strukket på tvers ved 30°C mellom et sett av konvensjonelle sporvalser som beskrevet foran, og deretter direkte, fremdeles med en regulær foldestruktur, overført til en 80°C varmstålvalse og fra denne til to andre 80°C varme valser. Under krympingen forsvant foldene, men hensikten med dem hadde vært å sikre en jevn krymping. Fra de varme valsene gikk så laminatet, fremdeles i en nesten spenningsløs tilstand, til en vannkjølt valse. Til slutt gikk laminatet gjennom et sett av valser og ble så revet i to halvdeler, idet hver halvdel hadde en sterk laminering. Før denne løsriving var samtlige fire filmer bundet sammen nesten på alle steder i grensesjiktene. Løsrivingen ble foretatt som en lavtrekkspenning ved hjelp av to sett av valser. Til slutt ble de to 2-lags laminatene viklet opp på kjerner. Inngreps-samvirket mellom sporvalsene og de anvendte lengdestrekkfor-hold ble innstilt for oppnåelse av et avsluttende strekkforhold 1,4:1 i begge retninger.

Vekten til det endelige 2-lags tverrlaminat var ca. 70 g/m2 .

For å undersøke hvor sikkert 4-lags laminatet kunne delamin-eres i to halvdeler også når det forelå produksjons-irregulariteter, ble hull med ulike former skåret ut i filmen mellom den siste tverrstrekkstasjon og den anvendte lengde-strekkingsenhet. Man fant at selv om materialet rundt hullene var irregulært deformert under strekkingen, kunne 4-lags laminatet allikevel greit separeres i to ved hjelp av den anvendte løsrivingsprosess.

Overflatene til de endelige 2-lags laminater som var i intim-kontakt under strekkingen og som deretter ble separarert fra hverandre, kalles nedenfor for A-flater, mens de resterende flater på den endelige laminater kalles for B-flater.

En visuell inspeksjon av disse flatene viste at A-flatene hadde en meget større glans når lysstråler ble rettet mot dem. Den statiske friksjonskoeffisient mellom to A-flater som har innbyrdes kontakt, er ca. 2,5 ganger større enn den statiske friksjonskoeffisient mellom 2 B-flater. (se etter-følgende tabell).

Dette er indikativt for en overflatejevnhet som i sin tur er bestemmende for forseglingsegenskapene.

En undersøkelse av laminatene under et skanderende elektron-isk mikroskop viste at A-flatene hadde signifikant færre mikroskopiske irregulariteter enn B-flåtene. Det antas at dette skyldes det faktum at materialet ved de mikroskopiske flatekaviteter har en tendens til å bli overstrukket, som følge av den kjerveeffekt som kavitetene har, mens mikros-kopisk små fremspring har en tendens til å bli under-strukket eller ikke-strukket. Disse fordeler reduseres signifikant når flaten på en film har en så intim kontakt med flaten på en annen film under strekking som oppnås med tverrstrekkingen mellom sporvalser under de ifølge oppfinnelsen anvendte valsetrykk.

Statiske friksjonskoeffisienter:

Den statiske rivestyrke ved optimalisert varmesveising, med sømmen i tverretningen;

A mot A: 5,5 kg/tomme (2,2 kg/cm)

B mot B: 4,8 kg/tomme (1,9 kg/cm)

Det skal her nevnes at A- og B-flatene besto av identisk samme LDPE-type.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte ved strekking av et kontinuerlig polymert foliemateriale bestående av en sandwich av smelteorienterte banematerialer som hver har en hovedorlenteringsretning, som går på tvers av hverandre, hvor foliematerialet underkastes en tverrstrekking ved føring mellom sporvalser, hvorved foliematerialet vil danne bølger forløpende i maskinretningen, idet denne tverrstrekking skjer under komprimering til stabilisering av bølgeformen, karakterisert ved at foliematerialet deretter underkastes en strekking som i hvert fall innbefatter et tverrstrekkingstrinn til frembringelse av en slutt-foliebredde som er større enn den opprinnelige.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det mellom komprimneringen og det nevnte tverrstrekkingstrinn gjennomføres en strekking i lengderetningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at strekkingen i tverretningen gjennomføres mellom sporvalser med åpne spor, dvs. samvirkende sporflanker som har en slik innbyrdes avstand at foliematerialet ikke komprimeres.

4 . Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den gjennomføres under utnyttelse av sporvalser hvor en av sporvalsene er opplagret med tilstrekkelig glidemulighet langs sin akse til å tillate en selvinnstilling av de i inngrepssamvirke værende spor.

5 . Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det som foliemateriale benyttes et materiale hvor minst ett av to banematerialer er et koekstrudert laminat med et bindende flatelag vendt mot det andre banemateriale.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert ved at strekkingen gjennomføres ved en temperatur under den temperatur ved hvilken overflaten til banematerialene binder seg sammen ved simpel kontakt.

7. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det som foliemateriale anvendes et laminat av to eller flere separerbare banematerialer, og at disse løsrives fra hverandre etter prosessen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det som det ene banemateriale benyttes et koekstrudert laminat med et frigjørings-overflatelag vendt mot det andre banemateriale.

9. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det som foliemateriale benyttes et som innbefatter et hovedlag bestående av en blanding av høymolekular vekt-høytetthet-polyetylen med lavmolekular vekt-lavtetthet-polyetylen.

10. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det som foliemateriale anvendes et som fremstilt ved prosessen vil være i hovedsaken fritt for folder.

11. Fremgangsmåte Ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fremgangsmåten gjennomføres med et valsetrykkpå minst 17 kg/cm aksellengde.

12. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den gjennomføres med et foliemateriale som har en foliebredde på minst 50 cm.

13. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det ikke foretas komprimering ved topp/bunn av valsesporene.