NO771220L - Vevnadstrukturer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører ruteformede nettstrukturer av termoplastmateriale som er myke og som har høy styrke samt fremgangsmåte for deres fremstilling . Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen ruteformede strukturer av termoplastmateriale med en jevn tykkelse over nettet, som består av et første sett orienterte stort sett parallelle flate tråder som går i maskinretningen og som krysser et annet sett orienterte, stort sett parallelle flate tråder som løper på tvers av maskinretningen, hvor de nevnte tråder alle har et stort sett rektangulært tverrsnitt og hvor bredden av trådene er minst 1,5 ganger tykkelsen og hvor knutepunktene i trådene er biaksialt orienterte og har en tykkelse som til-svarer tykkelsen på trådene og det første sett tråder står loddrett på det annet sett, samt fremgangsmåte for fremstilling av slike nett.

Uttrykket "orientert" eller "orientering" som anvendes i spesifikasjonen og kravene betyr "molekylært orientert" eller "molekylær orientering".

Nettstrukturer av denne type er kjent fra tidligere teknikker. F.eks. beskriverU.S. patent 3.386.876 et rektangulært nett av termoplastisk materiale som har runde eller ovale tråder og som har uorienterte trådknutepunkter som er mye tykkere enn selve trådene. På grunn av den ikke jevne tykkelse over nettstrukturen og på grunn av dens lavestyrke, på grunn av uorienterte tykke knutepunkter er ikke dette nett anvendelig for å forsterke f.eks.- papir,

En annen type nettstruktur av termoplastisk materiale er beskrevet i U.S. patent 3.666.609. Denne strukturen at-skiller seg fra strukturen-ifølge den foreliggende oppfinnelse hovedsakelig ved at den har tråder som har runde eller ovale tverrsnitt. De runde eller ovale tverrsnitt av trådene gir en uønsket stivhet, noe som gir strukturene en stivere føring enn strukturen ifølge oppfinnelsen.

En annen type nett av termoplastisk materiale er beskrevet

i U.S. patent nr. 3.365.352. Denne strukturen skiller seg fra strukturen ifølge oppfinnelsen særlig ved at trådene skjærer hverandre diagonalt og hvor både knutepunktene og trådene er biaksialt orientert. På grunn av den diagonale skjæring av trådene og den lave styrke er ikke nettet anvendelig i forsterkning.

Den relative stivhet eller mykhet (som av og til' benevnes myk føring) av en ruteformet nettstruktur er hovedsakelig resultat av tverrsnittet av trådene. For en gitt basisvekt og en gitt avstand mellom trådene kan mykheten av et gitt ruteformet nett av termoplastmateriale bedømmes ut fra bøyningsmodulus for trådene, dess mindæbøynings-modulus er dess mykere er nettet. Bøyningsmodulus (D) i en rektangulær tråd kan uttrykkes ved følgende formel :

hvor w er bredden på tråden , t er tykkelsen og E strek-ningsmodulus for materialet. Den ovennevnte formel angir klart at trådtykkelsen har en sterkere innflytelse på mykheten enn trådbredden. Et nett med et rektangulært tverrsnitt i trådene med bredde større enn tykkelsen vil være mykere enn en tråd med et sirkulært eller kvadratisk tverrsnitt på trådene med det samme polymermateriale og vdkt.

Det er et formål mddl oppfinnelsen å tilveiebringe en ruteformet nettstruktur av et termoplastisk polymermateriale med myk føring og et høyt forhold mellom styrke og vekt.

If:ølge oppfinnelsen tilveiebringes en nettstruktur av et termoplastisk polymermateriale med jevn tykkelse som om-fatter et første sett stort sett parallelle tråder som går i maskinretningen og som krysses i-rett vinkel av et annet sett stort sett parallelle tråder som går på tvers av maskinretningen, hvor begge tråder er orienterte ved trekking i begge de angitte retninger, hvor nettstrukturen erkarakterisert vedat bredden på trådene er minst 1,5 ganger tykkelsen, slik at trådene alle etter trekking har et flatt, stort sett rektangulært tverrsnitt, og hvor trådenes knutepunkter er biaksialt orienterte og nettstrukturen har en jevn tykkelse.

Likeledes ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for å fremstille en ruteformet nettstruktur av termoplast materiale med et første sett orienterte stort sett parallelle tråder som går i maskinretningen og som skjæres i rett vinkel av et annet sett orienterte, stort sett parallelle tråder som går på tvers av maskinretningen, hvor polymerfilmen trekkes fra ca. 3 til 6 ganger både i maskinretningen og på tvers av denne,karakterisert vedat filmen før trekkingen har en tykkelse på fra ca. 0,075 mm til 0,625 mm og et mønster av runde diskontinuerlige åp-

ninger som er orientert jevnt på langs og på tvers i et kvadratisk mønster, og filmen oppvarmes for å få en orientering av trådene langs deres lengste akser og i begge retninger ved knutepunktene under trekkingsoperasjonen,

slik at de runde diskontinuerlige åpninger i filmen plaseres slik at avstanden mellom omkretsen av en hvilken som helst åpning og omkretsen av en hvilken sem helst naboåpning på

det smaleste punkt er minst 1,5 ganger tykkelsen av filmen og forholdet mellom og avstanden mellom omkretsen av en hvilken som helst åpning og omkretsen av en hvilken som helst naboåpning på det smaleste punkt og diameteren av åp-

ningene er fra 1,4 til 1,5 til 1.

Temperaturen som den perforerte film bør trekkes

med for å tilveiébringe den ønskede orientering vil av-

henge av den spesielle polymer som filmen er fremstilt av.

Ibr eksempel bør polypropylenfilm trekkes ved en temperatur

på fra ca. 100°C til ca. 140°C. Den nøyaktige temperatur som kreves for andre polymere vil være åpenbar for de som kjenner de foreliggende teknikker.

Rekkefølgen for trekking er ikke kritisk. Maskinretningen kan utføres foran, etter eller samtidig med trekkingen på tvers.' Av gode grunner i kommersiell frem-

stilling vil trekking på tvers under anvendelse av en strekkramme fulgt av strekking i maskinretningen på en strekker med valser med forskjellig hastighet være foretrukket.

Som nevnt ovenfor vil formen, størrelsen og avstanden mellom åpningene i polymerfilmen være kritisk for å få en nettstruktur med myk føring og et høyt forheld mellom styrke og vekt. Følgelig må man være forsiktig under fremstilling a.v åpningene. Det er mange måter som S.lik.e åpninger kan fremstilles på, f.eks. ved stikking, boring, £orm;L,ng<q.>q-.v*. Pen beste fremgangsmåte å anvende i hvert enkelt tilfelle vil være åpenbar for de som kjenner foreliggende teknikk,

Polymermaterialet som anvendes for å fremstille nettstrukturen ifølge oppfinnelsen kan være et

hvilket som helst lett orienterbart termoplast polymermateriale, §$&<p>HJpoly<g>lefine?:, polyestere, polyamider, etylen-vinyl-acetat k.QpQrLyme.re<q>,s.,v. De mest foeetrukne utgangsmaterialer er homo-polymere og kopolymere av olefiner, på grunn av deres lavePfffca og,enkelSét i behandlingen.

Foreliggende oppfinnelse vil forstås lettere under henvisning til de vedheftede tegninger.

Fig, 1 er en utrukken termoplastpolymerfilm S;e.tt ovenfra,, som er gjennomhullet i overensstemmelse med oppfinnelsen før trekking?

fig; 2 er et tverrsnitt langs linjen 2-2 i

£igt Ir

fig 3 éb-en isomerisk projeksjon av en dfel

P,V nettstrukturen ifølge oppfinnelsen.

Under henvisning til fig. 1 kan man få en mer detaljert beskrivelse idet denne tegningen illustrererreri^del av en utrukket film av termoplast polymermateriale (a) som

har en serie runde åpninger (c). Åpningene er alle av samme diameter (d). og har lik avstand på det smaleste punkt mellom omkretsen av naboåpninger (b) og de er jevnt plaserte på langs pg på. tvers i et kvadratisk mønster.

Tverrsnittet av den utrukne filmen i fig. 2 Viser tykkelsen (t) av filmen (a) i forhold til diameteren av åpningene (d)Qg avstanden på det smaleste punkt mellom omkretsen av naboåpninger (b).

Perspektivskissen av nettstrukturen ifølge oppfinnelsen i fig. 3, viser settet av orienterte stort sett

parallelle flate tråder (f) som gar i maskinretningen og på

tvers av dette og som skjærer de orienterte knutepunkter (i),

med trådene (f) loddrett på hverandre og med stort sett rektangulært tverrsnitt av trådnee (f), hvor bredden (w) er minst 1,5 ganger tykkelsen (t-^) .

Få grunn av den myke føring og det høy_e for-

hold mellom styrke og vekt, kan nettstrukturen ifølge oppfinnelsen anvendes på forskjellige måter som f.eks. til å forsterke papiret, filmen, skum eller ikke-vevede stoffer.

De følgende eksempler presenteres for å

illustrere oppfinnelsen og fremgangsmåten for å fremstille nettstrukturene ifølge oppfinnelsen .

Eksempel 1

En 0,02 5 mm tykk film av etylen-propylen-kopolymer som inneholder ca- 5% enheter fra etylen, utstyrt med et jevnt kvad3?ati,sk mønster av runde hull som hver har en diamértexpå 1,125 mm plasert slik at avstanden mellom omkretsen, (dvs, kantene! a.V nabohuller er 0,55 mm og forholdet mellom bredde og tykkelse i den smaleste delen mellom to nabo-h.ull er 2,2 , strekkeg på en strekkramme 4,5 ganger i retning på tvers av maskinen i en ovn med en temperatur på 110°C og Strekkes deretter på en strekker med flere valser s cm går med forskjellig hastighet 4,5 ganger i maskinretningen, mens valsene er oppvarmeet ved en temperatur på ca. 100°C. Den resulterende ruteformede nettstruktur har ca. 1,4 tråder pr,

cm i; begge retninger og en. grunnvekt på ca. 8,37 g/ cm2' Trådéne er ca- 0,3 mm bredde, 0,1 mm tykke og har et rektangulært tverrsnitt. Den resulterende struktur er flat og har relativt jevn tykkelse over nettét. Det har en myk føring med en strekkhasti.ghet på ca. 3,2 kg/cm 2 i maskinretningen og 1,1 kg/cm på tvers av masKinretningen og en tungevirkrning på ca. 0,45 kg i; begge retninger, På. grunn av derigmykhet og høye forhold mellom styrke og vekt passer den nettstrukturen godt for å forsterke plastfilmen.

Eksempel 2

En 0,125 mm tykk film av etylen-propylen-kopolymer som inneholdt ca, 5% enheter fra etylen, ga et jevnt kvadratisk mønster av runde huller som hver hadde en diameter på 1,125 mm plasert slik at avstanden mellom omkretsen (dvs. kantene)av nabohull er 0,55 mm og forholdet mellom bredde og tykkelse på den smaleste delen mellom to nabohull er 4,4, strekkes først på en strekker med flere valser med forskjellig hastighet, 4, 1 ganger i maskinretningen mens valsene er oppvarmet til 100°C og deretter på en strekkjramme 5 ganger i retning på tvers av maskinen i enOVhmed en temperatur på 110°C. Den resulterende nettstruktur hadde ca 1,5 tråder pr. cm i maskinretningen og 1,2 tråder pr, cm, på tvers av maskinretningen og en grunnVekt på <» 4^4 g/m 2 . Trådene er rektangulære i tverrsnitt med en bredde på 0,3 mm og en tykkelse på 0,05 mm. Den resulterende struktur er flat og har jevn tykkelse. Den har en myk føring, en strekkfasthet på 0,59 kg/cm i maskinret-nin<g>en og på Of 61 på tvers av maskinretningen og en tunge-riVA-ing på ca. Q,27 kg i begge retninger- Strukturen passer godt for å forsterke silkepapir.

Eksempel 3

Nettstrukturen beskrevet i eksempel 2 er sammenlignet med kommersielle nettstrukturer fremstilt fra den samme kopolymer og med samme grunnvekt. De fysiske egenskaper bl. a stivheten ( dvs. bøyningsmodulus bestemt Ved anvendelse av formelen som dTs^utert ovenfor) dividert med Strekkmodulen ganger antall tråder pr. cm) er gjengitt i Tabell I.

Eksempel 4

En 0,12 mmm tykk film av etylen-propylen-kopolymer beskrevet i eksempel 2, med det'samme mønster av rudne huller med den samme diameter plasert på samme måte,

med den. samme avstand mellom kantene som beskrevet i eksempel 2, strekkes først gjennom en valsestrekker med forskjellig hastighet på valsene 4,7 ganger i maskinretningen med valsene oppvarmet til 125°C og strekkes deretter i en strekkeramme 5 ganger på tvers av maskinretningen i en ovn med 13Quc. Den resukterende nettstruktur har ca. 1,4 trå• der pa?, cm. i begge retninger og en grunnvekt på 3,6 8 gr/cm<2>Trådene er rektangulære i tverrsnitt med en bredde på 10 3 mm og en tykkelse på 0,05 mm, Den resulterende struktur er flat og med en tykkelse med en myk føring. Det tilveiebragte nett med deji rektangulære konfigurasjon i trådene sammen-lignes med et nett som har den samme grunnvekt og stort sett det samme nr-» °<? størrelse på åpningene og form på trådene, bortsett fra at trådene løper diagonalt.. Modulus, strekkfasthet og strekkforlengelser i de to typer nett er gjengitt i tabell XX,

Claims (6)

1. Nettstruktur av termoplastmateriale med jevn tykkelse, k aur a k t e r i s e r t ved at det består av et første sett orienterte og stort sett parallelle flate tråder som går i maskinretningen og som skjæres av et annet sett orienterte stort sett parallelle flate tråder som går på tvers av maskinretningen, hvor de nevnte tråder alle stort sett har et rektangulært tverrsnitt hvor breden av trådene er minst 1,5 ganger tykkelsen og hvcir knutepunktene mellom trådene er biaksialt orienterte med trådene loddrett på hverandre ved knutepunktet.

2. Ruteformet nettstruktur av termoplastmateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at termoplasten er en polyolefin.

3. Ruteformet nettstruktur ifølge krav 2, hvor polyolefinen er en etylen-propylen-kopolymer.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av en ruteformet . nettstruktur av termoplastmateriale som består av et første sett orienterte stort sett parallelle flate tråder som går i maskinretningen og som bæres av et annet sett orienterte, stort sett parallelle flate tråder som går på t <y> ers av maskinretningen, hvor de nevnte tråder alle Stort sett har rektangulære tverrsnitt,, hvori bredden av trådene er minst 1,5 ganger tykkelsen, karakterisert ved at en! polymerfilm av termoplastmateriale med en tykkelse på fra ca, Q.,07 mm til 0,0625 mm og et mønster ay rudde diskontinuerlige åpninger som er plasert jevnt på la,ngs og på tvers, i et firkantet mønster strekkes fra 3 til 6 ganger både, i maskinretningen og på tvers av maskinretningen, mens den nevnte film oppvarmes til en temperatur som er tilstrekkelig for å få orientering på trådene langs deres lepgste akser og. i begge retninger ved knutepunktene, hvor de nevnte ru£de, kontinuerlige åpninger i den nevnte film-er plasert slik at avstanden mellom omkretsen av en hvilken som helst åpning og omkretsen av en hvilken som helst naboåpning på det smaleste punkt er minst 1,5 ganger tykkelsen av. filmen og forhofdet mellom avstanden mellom omkretsen av en. hvilken som helst åpning og avstanden av en hvilken som helst naboåpning på det smaleste punkt og diameteren av åp- ningen er fra ca. 1 til 4 til ca. 1,5 til 1.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at polymerfilmen av termoplastmateriale først trekkes i retning på tvers av maskinen, ynder anvendelse av en strekkramme, for deretter å trekkes i maskinretningen under anvendelse av seks strekk- <y> a,lser med forskjellig hastighet.

6. « Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at polymerf ilmen av termoplastmateriale trekkes like meget i: både maskinretningen og på tyers av maskinretningen.