NO832438L - Konstruksjon av plastmateriale med kryssende innvendige ribber - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for ekstrusjon av termoplastisk harpiks til rørformet blåst film og mere spesielt og i en foretrukket utførelsesform, en forbedring av en fremgangsmåte for ekstrusjon til rørformet blåst film av en polymer med liten deformasjon ved herding, som f.eks. lav-trykks-lav- eller høydensitets etylenkopolymer.

I en konvensjonell teknikk for fremstilling av rør-formet blåst film egnet for fremstilling av poser o.l., ekstruderes en filmdannende polymer, som f.eks. polyetylen, gjennom en rørformet dyse arrangert i et ekstrusjonshode slik at det dannes et rør av smeltet polymer med en mindre ytre diameter enn den påtenkte diameter til det eventuelt fremstilte filmrør. Det smeltede røret trekkes radialt på dets vei opp-over fra dysekantene til den ringformige dysen av en kraft som skapes av det differensialtrykk som er resultatet av kjøleluftstrømmen fra en kantluftring av venturitypen og det indre bobletrykket. Filmrøret trekkes typisk radialt bare ca. 1,25 - 2,5 cm før det kommer i kontakt med kjøleluftstrøm-men og før kontakten trekkes det vanligvis ned til ikke mer enn halvparten av sin tykkelse ved dyseutgangen. De etter-følgende krystalliasjonskinetikker og rheologiske dynamikker påvirker de optiske og fysiske egenskapene til den resulterende film. Illustrerende for de tidligere kjente teknikker som anvender seg av kjølemetoder av venturitypen og virkning-er på filmegenskapene kan eksempelvis finnes i US-PS 3.167.814, 3.210.803 og 3.548.042. Etter avkjøling.for å fastgjøre det smeltede røret føres røret gjennom flatgjøringsanordninger som f.eks. en sammenfoldingsramme og et par av drevne valser, for å flate ut det ekstruderte filmrøret. Mellom ekstrusjons-punktet og avslutningen av flatgjøringsanordningene ekspanderes filmrøret ved hjelp av luft eller et annet gassformig medium for derved å danne en filmboble og filmboblen holdes vedlike av den gass som er innelukket i den ekspanderte filmboblen mellom dysen og sammenfoldingsanordningen. De drevne klemmevalsene trekker den smeltede rørfilmen vekk fra den ringformige dysen med en hastighet som er større enn ekstru-sjonshastigheten. Dette sammen med den radiale ekspansjon av den smeltede filmboblen, minsker filmtykkelsen og orienterer •den blåste filmen i både maskin- og tverretningen. Graden av radial ekspansjon og hastigheten til de drevne klemmevalsene kan reguleres for å tilveiebringe denønskede filmtykkelse og -orientering. Stedet ved hvilket den smeltede filmboblen i det vesentlige fullstendig fastgjøres er refer-ert til på fagområdet som "frostlinjen".

Termoplastiske materialer som kan formes til film

ved hjelp av den rørformede blåsefilmprosessen omfatter polymerer av olefiner som f.eks. etylen, propylen o.l. Av disse polymerer utgjør lavdensitets-polyetylen (dvs. etylenpolymerer méd en densitet på ca. 0,94 g/cm og lavere) hovedmengden av film som formes ved hjelp av den rørformige blåsefilmprosessen. Slik det brukes her, omfatter uttrykket etylenpolymerer etylenhomopolymerer og kopolymerer av etylen med én eller flere komonomerer. Konvensjonelt er lavdensitets-etylenpolymer tidligere fremstilt kommersielt ved hjelp av høytrykks-(dvs. ved trykk på 1.0 55 kg/cm og høyere) homo-polymerisasjon av etylen i omrørte og lange rørformige reak-torer i fravær av løsningsmidler ved bruk av friradikalini-tiatorer. I det siste er det utviklet lavtrykksfremgangs-måter for fremstilling av lavdensitets-etylenpolymerer som har signifikante fordeler sammenlignet med den konvensjonelle høytrykksprosessen. En slik lavtrykksprosess er beskrevet i U.S. søknad nr. 12.720 innlevert 16. februar 1979 (en tilsvarende søknad er publisert som EPO søknad nr. 4647) og US-PS 4.302.565. Det er også nylig fastslått at harpikser som er lik de ovenstående lavtrykksprosessharpiksene er fremstilt i modifisert konvensjonelt LDPE-utstyr, f.eks. rør- eller omrørt reaktorutstyr. Slike harpikser har lignende utvidede viskositetsindekser og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil også anvende seg av disse harpiksene.

De ovenfor angitte U.S. patent og U.S. søknad beskriver en lavtrykks, gassfase-fremgangsmåte for fremstilling av lavdensitets-etylenkopolymerer med et vidt densitetsområde på ca. 0,91 - ca. 0,94 g/cm og et smeltestrømfo'rhold på fra ca. 22 - ca. 36 og som har et relativt lavt restkatalysator- innhold og en relativt høy massedensitet. Fremgangsmåten omfatter å kopolymerisere etylen med ett eller flere C-05 -COo-a-olefinhydrokarboner i nærvær av en kompleks magnesium-titan-katalysator med høy aktivitet fremstilt under spesielle aktiveringsbetingelser med en organoaluminiumforbind-else og impregnert i et porøst inert bærermateriale. De således fremstilte kopolymerer (slik det anvendes på disse polymerer menes uttrykket "kopolymerer" slik det brukes her å omfatte polymerer av etylen med én eller flere komonomerer) er kopolymerer av i hovedsak (minst ca. 90 mol-%) etylen og en mindre del (ikke mer en 10 mol-%) av én eller flere C^-Cg-a-olefinhydrokarboner som ikke skal inneholde noen forgren-ing på noen av deres karbonatomer som er nærmere enn det fjerdekarbonatomet. Eksempler på slike a-olefinhydrokarboner er propylen, buten-1, heksen-1, 4-metylpenten-l og okten-1-.-Katalysatoren kan fremstilles ved å fremstille en forløperblanding fra en titanforbindelse (f.eks. TiCl^), en magnesiumforbindelse (f.eks. MgCl2) og en elektrondonorforbind-else (f .eks. tetrahydrofuran) ved eksempelvis å oppløse titan-og magnesiumforbindelsene i elektrondonorforbindelsen og iso-lere forløperen ved krystallisasjon. En porøs inert bærer (som f.eks. silisisumdioksyd) impregneres så med forløperen som f.eks. ved å oppløse forløperen i elektrondonorforbindelsen, blande bæreren med den oppløste forløper, fulgt av tørk-ing for å fjerne løsningsmidlet. Den resulterende impregner-te bærer kan aktiveres ved behandling med en aktivatorforbind-else (f.eks. trietylaluminium).

Polymerisasjonsfremgangsmåten kan gjennomføres ved

å bringe monomerene i gassfasen, som f.eks. i et fluidisert sjikt, i kontakt med den aktiverte katalysator ved en temperatur på ca. 30 - 105°C og et lavt trykk på opptil ca. 70 kg/cm 3 (f.eks. fra ca. 10,5 - 24,6 kg/cm 3) .

Ekstrusjonsfremgangsmåten for fremstilling av rør^formede blåste filmer kan anvendes for å forme en film fra lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer. Eksempelvis er en fremgangsmåte for forming av film fra en slik lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymer beskrevet i US-PS 4.243.619 og 4.294.746. Det er imidlertid funnet at i noen tilfeller er

.filmfremstillingshastighetene som oppnås i fremgangsmåter

for fremstilling av rørformige filmer med polymerer med liten dimensjonsforandring ved herding og spesielt med lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer ved bruk av konvensjonelle kjøleanordninger og teknikker som kjøler luftringer av den typen som retter luftstrømmen på en slik måte at det skapes en sone med redusert trykk, f.eks. ved en venturieffekt, er lav sammenlignet med de hastigheter som oppnås i kommersielle rørfilmblåsepresesser ved bruk av konvensjonell høytrykks-lavdensitets-polyetylen. Videre opptrer krystallisasjons-kinetikker og rheologiske dynamikker på en slik måte at uklar-heten og glansen hos nevnte filmer når de måles etter ASTM D1003 og ASTM D2457 typisk er i området med lav klarhet og

lav glans.

Som kjent er rheologien til konvensjonelle høytrykks-lavdensitets-polyetylenharpikser (HP-LDPE) avgjort forskjellig fra rheologien til lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer (LLDPE). Disse forskjeller beskrives i US-PS 4.243.619.

En viktig forskjell gjelder den utvidede rheologien til LLDPE-polymerer som er deformert ved herding. Generelt har LLDPE-polymerer liten utvidelsesoppførsel ved deformasjonsherding, mens materialer fremstilt ved høytrykks-polymerisasjon har relativt høy utvidelsesoppførsel ved deformasjonsherding.

Spesielt er egenskapene til lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer slik at det ikke er oppnådd kommersielt ønskelige høye filmfremstillingshastigheter uten filmbobleinstabilitet. Sagt på en annen måte hindrer filmbobleinsta-bilitetsproblemet de kommersielt ønskelige høye filmproduksjonshastigheter fra å bli oppnådd i fremgangsmåter for eks-truksjon av blåst film inkludert de som anvender venturivirkning for avkjøling og filmrørekspansjon med lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer. Blant grunnene til at dette er mislykket antas å være den utvidede rheologien for lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer. Sammenlignet med 'konvensjonell høytrykks-lavdensitets-polyetylen, er visse lavtrykks-lavdensi tets-etylenpolymerer mykere og oppviser mindre smeltestyrke .ved utvidelse. Når disse lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer ekstruderes fra dysen i blåste rørfilmprosesser og av-kjøles sterkt ved å blåse luft mot harpiksen av en venturi-typevirkning som nevnt tidligere, er resultatet at filmboblen blir ustabil av den økede avkjøling som kreves ved økede gjennomløpshastigheter. Det oppstår med andre ord filmbobleinstabilitet ved høyere gjennomløpshastigheter siden slike hastigheter krever større varmeoverføring i kjølepro-sessen, hvilket vanligvis gjennomføres ved å øke mengden og/eller hastigheten til kjøleluften, som i sin tur forår-saker bobleinstabilitet, f.eks. blir filmboblen ujevn på grunn av utvidelsesoppførselen til disse lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerene.

Således er en av de viktigste hastighetsbegrensende faktorene ved ekstrusjon av blåst LLDPE-film den reduserte boblestabiliteten forårsaket av polymerenes innebygde ut-videlsesopptreden i forbindelse med liten deformasjon under herding. Dette oppveies ved de store dyseåpningene som normalt brukes for å eliminere smeltebrudd (se US-PS 4.243.610). Smeltebrudd elimineres ved brudd av store dyseåpninger, men uheldigvis kan også bobleavkjølingshastighetene reduseres, hvilket resulterer i høyere frostlinjehøyder og enda større bobleinstabilitet. Nettoresultatet er vanligvis reduserte ekstrusjonshastigheter sammenlignet med de som kan oppnås med HP-LDPE.

Denne rheologiske oppførsel i forbindelse med de store dyseåpninger som nå vanligvis anvendes antas også delvis å være ansvarlige for de typisk høye uklarhets- og lave 1 glansverdiene hos filmer laget med LLDPE ved bruk av konvensjonelle bobleavkjølingsteknikker. Under typiske betingelser eksisterer lave påkjenningsnivåer i smeiten delvis forårsaket av polymerens lave deformasjonsherdingsopptreden. Dette reduserer tendensen til å "trekke ut" overflatefeil i filmen

og tenderer også til å redusere graden av påkjenningsindu-sert krystallisasjon, som begge er faktorer som "øker uklarhet og reduserer glans. Tilbøyeligheten hos LLDPE til smelte-

brudd tenderer i tillegg til å produsere en initielt grovere

■ filmoverflate enn det finnes i konvensjonelle HP-LDPE. Med andre ord oppstår høyere initiell overflategrovhet som et resultat av skjær-rheologien og fjernes deretter i mindre grad på grunn av utvidelsesoppførselen. Videre dannes færre påkjenningsinduserte polymerkrystallitter på grunn av de lavere påkjenningsnivåer som kommer fra utvidelsesrheologien

i forbindelse med ikke-deformasjonsherding. Som et resultat av dette er det hittil ikke tilfredsstillende fremstilt filmer med høy klarhet og industriell klarhet fra "LLDPE ved bruk av konvensjonell teknologi for fremstilling av rørfor-mige filmer. Dette begrenser anvendeligheten av LLDPE-harpikser på markedet for klare filmer.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av blåst film fra en normalt fast termoplastisk harpiks med en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn ca. 6, som omfatter å ekstrudere nevnte harpiks gjennom dysekantene til en rørfilmdyse for å danne et smeltet rør, ekspandere nevnte smeltede rør radialt med en vinkel på minst 45° målt fra lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble, idet nevnte vinkel holdes i det vesentlige på minst 45° i en lengde på minst 2,5 cm langs lengdetverrsnittet tatt gjennom lengdeaksen i nevnte ekspanderende filmboble og deretter bringe nevnte filmboble i kontakt med en primær avkjølingsstrøm.

Foreliggende oppfinnelse gjelder også en forbedring i fremgangsmåten for fremstilling av en blåst film fra en normalt fast termoplastisk harpiks med en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn ca. 6 hvori nevnte harpiks ekstruderes gjennom dysekantene til en rørfilmdyse under betingelser og på en måte at det dannes et smeltet rør av nevnte harpiks, tillate nevnte smeltede rør å ekspandere for å danne en filmboble, rette en strøm av fluid på en slik måte at det skapes en sone med redusert trykk utenfor nevnte filmboble, og hvori nevnte filmboble avkjøles av en primær av-kjølingsstrøm hvor forbedringen omfatter å ekspandere nevnte filmboble radialt med en vinkel på minst 45° målt fra lengde aksen til nevnte ekspanderende filmboble, idet nevnte vinkel

.i det vesentlige holdes på minst 45° i en lengde på minst

2,5 cm langs et lengdetverrsnitt tatt gjennom lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble før kontakt med nevnte primære avkjølingsstrøm.

I en foretrukken utførelsesform ekspanderes filmboblen inntil nevnte filmboble er minst 1,5 ganger diameteren til nevnte smeltede rør som forlater nevnte dysekanter, før kontakt med nevnte primære avkjølingsstrøm. I en ytterligere foretrukken utførelsesform reduseres filmboblen i tykkelse minst ca. 30% av den opprinnelige tykkelse hos filmen da den forlot nevnte ekstrusjonsdyse før kontakt med nevnte primære avkjølingsstrøm. Uttrykket "primær avkjøl-ingsstrøm" defineres som den strøm av kjølefluidet, som f.eks. luft, oppstrøms fra frostlinjen som har den høyeste massestrømningshastighet. "Massestrømningshastighet" defineres som den mengden i vekt av kjølefluid som strømmer i et gitt tidsintervall.

Som beskrevet mere fullstendig, oppviser en polymer med liten deformasjon ved herding en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn eller lik ca. 6, definert som forholdet mellom polymer utstrakt viskositet ved en total Hencky-deformasjon på 2, og dens viskositet ved en total Hencky-deformasjon på 0,2, beregnet ved en deformasjonshastighet på 1,0 sekund . Denne indeks er et mål på i hvilken grad polymeren oppviser deformasjonsherding (dvs. økning av viskositeten med økende deformasjon). Konvensjonelt høytrykks-lavdensitets-polyetylen oppviser eksempelvis akselerert deformasjonsherding med tiden for deformasjon, mens visse lav-trykks-lavdensitets-etylenkopolymerer oppviser meget mindre deformasjonsherding. De polymerer som oppviser en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn eller lik ca. 6 omfatter eksempelvis de lavtrykks-lavdensitets-etylen-C^-Cg-a-olefin-hydrokarbonkopolymerer som er beskrevet i de foran beskrevne U.S. søknader og patenter.

Fig. 1 viser skjematisk en ekstrusjonsprosess for blåste rørformige filmer ifølge oppfinnelsen med enkelt luft ring med en størrelse på klaringen mellom dyseåpningen og

.luftringen som er betydelig over de konvensjonelle klaring-ene for å tillate den radiale ekspansjon av filmboblen ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser skjematisk en del av et konvensjonelt apparat for rørflåsefilm med en enkel luftring med konvensjonell klaring mellom dyseåpning og luftring. Fig. 3 illustrerer de utstrakte viskositetene til konvensjonelle høytrykks-lavdensitets-polyetylen og lav-trykk s-lavden si tet s-e ty lenkopolymere r . Fig. 4 viser en forstørret skjematisk illustrasjon av rask ekspansjon av boble og filmfortynning oppnådd med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse før kontakt med den primære avkjølingsstrømmen og den viser også hvordan ekspansjonsvinkelen for filmboblen måles.

Selv om foreliggende oppfinnelse er generelt anvendbar på alle etylenpolymerer som beskrevet ovenfor, vil.; den, for å gjøre beskrivelsen enklere, bare her bli beskrevet med henvisning til polymerer med liten deformasjon ved herding omfattende lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer. Det er ikke meningen å begrense oppfinnelsen ved dette. Som beskrevet mer fullstendig, er oppfinnelsen generelt anvendbar på polymerer med liten deformasjon ved herding med en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn eller lik ca. 6. Lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer er ett eksempel på slike polymerer med liten deformasjon ved herding.

I fremgangsmåten for ekstrusjon av rørformige blåste filmer ekstruderes en smeltet polymer gjennom en ringformig dyse for å danne et smeltet rør som, når det ekspanderes med gass under trykk, refereres til på fagområdet som en filmboble. Filmboblen avkjøles og flatklemmes og rulles så vanligvis flatt på ruller. Eventuelt kan filmrøret spaltes før opprulling. Film som er fremstilt ved en slik fremgangsmåte kan ha et bredt tykkeIsesområde avhengig av den anvend-te polymer og kravene til bruk. Når det gjelder lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer, kan det dannes filmtykkelser innenfor området fra da. 0,0025 - ca. 0,5. mm ved blåst rør- filmekstrusjon, selv om de fleste filmer som dannes av disse •polymerer vil være i området fra ca. 0,0125 -ca. 0,2 mm, fortrinnsvis 0,0125 - 0,05 mm. Som i konvensjonelle ekstru-sjonsfremgangsmåter for fremstilling av rørformige blåste filmer dannes filmboblen og den vedlikeholdes ved å blåse opp og vedlikeholde et positivt gasstrykk (f.eks. luft eller nitrogen) på innsiden av rørfilmen. Gasstrykket reguleres slik at det oppnås ønsket ekspansjonsgrad av den ekstruderte rørformige filmen. Ekspansjonsgraden eller det såkalte opp-blåsingsforholdet, slik det måles ved hjelp av forholdet mellom omkretsen til det helt ekspanderte røret og omkretsen til dyseringen, kan ligge innenfor ét-område på 1/1 til ca. 6/1 og fortrinnsvis fra ca. 1/1 til ca. 4/1.

Nedtrekksegenskapene til lavtrykks-lavdensitets- 1 etylenpolymerer er utmerkede. Nedtrekk, definert som forholdet mellom dyseåpningen og produktet av filmtykkelse og oppblåsningsforhold, holdes større enn ca. 2 til mindre enn ca. 250 og fortrinnsvis større enn ca. 25 til mindre enn ca. 150. Meget tynne filmer kan fremstilles med høyt nedtrekk fra disse polymerer selv når polymeren er meget forurenset med fremmede partikler og/eller gel. Tynne filmer som er tykkere enn ca. 0,0125 mm kan behandles slik at de oppviser endelige MD-forlengelser som er større enn ca. 400% - ca. 700% og TD-forlengelser som er større enn ca. 500% - ca. 700%. Videre oppfattes ikke disse filmer som "splitty". "Splitti-ness" er et kvalitativt uttrykk som beskriver slagrevnere-sponsen hos en film ved høye deformasjonsgrader. Det er en sluttanvendelsesegenskap hos visse filmtyper.

Ifølge konvensjonelle teknikker ved bruk av det apparat som delvis er avbildet i fig. 2 hindrer problemer med filmbobleinstabilitet de kommersielt ønskelige høye filmproduksjonshastigheter fra å kunne oppnås i ekstrusjons-prosesser for blåst film ved anvendelse av venturivirkning for avkjøling og filmrøroppblåsing med lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer og de andre polymerer som oppviser utvidelsesoppførsel ved lavdeformasjonsherding som beskrevet tidligere. Konvensjonelle avstander mellom dyseåpningen og utløpsåpningen til den enkle kantluftringen ble funnet å •være hovedårsaken til disse problemer. Det ble oppdaget at dersom avstanden økes slik det skal forklares nedenfor, kunne disse problemer elimineres. Av større betydning var det imidlertid at det ble oppdaget at dersom avstanden økes slik at luftboblen ekspanderes i en vinkel på minst 45° fra film-boblens lengdeakse, før kontakt med den primære avkjølings-strømmen, som kan eller kan ikke være en strøm som forår-saker en sone med redusert trykk, så vil de fleste filmer fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten få.en relativt høy grad av klarhet. Grunnene til at det fremstilles filmer med høy klarhet ved hjelp av denne fremgangsmåten er ikke helt forstått. Det later imidlertid til at ekspansjonen av filmboblen på den beskrevne måte skaper visse påkjenninger og krefter i filmen og avkjølingshastigheter som har en gunstig virkning på filmens optiske egenskaper.

Slik det brukes her skal uttrykket "lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer" bety homopolymerer og kopolymerer av minst ca. 85 mol-% etylen med ikke mer enn ca. 15 mol-% av minst én C^-Cg-a-olefin-hydrokarbonkomonomer (f.eks. propylen, buten-1, heksen-1, 4-metyl-penten-l og okten-1) som kopolymeriseres under lavt trykk (f.eks. 10,5 - 24,6 kg/cm 3). For lavdensitetsmaterialer har slike kopolymerer normalt en densitet som ikke er større enn ca. 0,94 g/cm<3>

og typisk er deres densitet fra ca. 0,91 - ca. 0,93 g/cm 3.

I tillegg har slike polymerer et trangt molekylvektfordel-ingsområde (Mw/Mn) på ca. 2,7 - ca. 5. Et spesielt eksempel på fremgangsmåter for fremstilling av slike kopolymerer er mere fullstendig beskrevet i den foran nevnte U.S. søknad nr. 12.720 og U.S. patent 4.302.565, som herved inntas som referanse.

Lavtrykks-høydensitets-etylenpolymerer har normalt en densitet på mellom 0,94 og 0,972 g/cm 3. Det er også funnet at forbedret klarhet og høyere hastigheter kan oppnås ved å innblande mengder av konvensjonelt høytrykks-lavdensitets-polyetylen (HP-LDPE), idet den krevede mengde avhenger av hastigheter og egenskaper som behøves. Normalt er disse

mengder mindre enn 10%.

Konvensjonelle ekstrusjonsapparaturer og teknikker, som kan anvendes på lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer, kan anvendes i foreliggende oppfinnelse, f.eks. kommersielt tilgjengelige ekstrudere, dyser, flatklemmingsanordninger, klemmevalser og oppvindingsruller, enkle kantringer osv.

kan brukes med det forbehold at avstanden mellom dyseåpningen og luftringåpningen holdes som angitt nedenfor. I tillegg kan forskjellige konvensjonelle additiver som f.eks. slipp-midler, antiblokkeringsmidler og antioksydanter innblandes i filmen ifølge konvensjonell praksis.

I tillegg kan heterogene kjernedannelsesadditiver tilsettes til lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer som forbedrer de optiske egenskapene til filmer dannet av disse polymerer. Til forskjell fra høytrykks-lavdensitets-polyetylen hvor de optiske egenskapene styres primært av rheologiske faktorer, reguleres de optiske egenskapene til lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer også av krystallisasjonseffek-ter . De heterogene kjernedannelsesadditiver tilveiebringer ytterligere stillinger for initiering av krystallisasjonen i disse polymerer. En økning i krystallisasjons- og kjerne-dannelseshastigheten og krystallisasjonstemperaturen og en reduksjon i sferulittstørrelsen oppnås. De heterogene kjerne-dannelsesadditivene omfatter dlbenzylidensorbitol, silisium-dioksyd med høyt overflateareal, kjønrøk, ftalocyaningrønn-og ftalocyaninblå-pigmenter. Disse additiver brukes i mengder på fra ca. 2,5 - ca. 2000 deler pr. million.

I tillegg kan det tilsettes materialer sammen med kjernedannelsesmidlene for å øke effektiviteten til kjernedannelsesmidlene. Disse materialer er beskrevet i U.S. søknader 363.831 og 363.824. Oppfinnelsen som er beskrevet i søknad nr. 36 3.831 beskriver en fremgangsmåte for å bibeholde effektiviteten til dlbenzylidensorbitol når den tilsettes til plastdannende etylenpolymerblandinger, for å bedre de optiske egenskapene i etylenpolymerplast, som omfatter å innblande i nevnte plastdannende blandinger inne"holdende dibenzylidensorbitol, et fettsyreamin med formelen:

hvori R er C-^-C^-alkyl eller -alkylen,

R<1>er hydrogen, lavere alkyl, alkanol, 1,3-propylen-diamin eller en etoksygruppe med formelen: (C-C-O) H, hvori x er et tall mellom 2 og 5, og

R" er R eller R<1>,

idet nevnte fettsyreamin innblandes i nevnte blanding i en mengde som er tilstrekkelig til å vedlikeholde effektiviteten til nevnte dibenzylidensorbitol i å bedre de optiske egenskapene til nevnte plastdannende blanding.

Søknad nr. 363.824 gjelder en fremgangsmåte for å bibeholde effektiviteten hos dibenzylidensorbitol når den tilsettes til plastdannende etylenpolymerblandinger for å bedre de optiske egenskapene til etylenpolymerplastbland-inger, som omfatter å innblande i nevnte plastdannende blandinger inneholdende dibenzylidensorbitol, en stearatforbindelse valgt fra gruppen bestående av sinkstearat, magnesium-stearat og kalsiumstearat, idet nevnte stearatforbindelse innblandes i nevnte blanding i en mengde som er tilstrekkelig til å bibeholde effektiviteten til nevnte dibenzylidensorbitol i å forbedre de optiske egenskapene til nevnte plastdannende blanding.

En optimert sammensetning for behandling av LLDPE-film med høy klarhet kan omfatte f.eks. stabilisatorer, anti-gelmiddel, 1500 - 3000 deler pr. million diatomerjord, 400 - 2000 deler pr. million sinkstearat og 0 - 1500 deler pr-million oleamid eller erukamid.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er vanligvis anvendbar med polymerer med lave deformasjonsherde-egenskaper, som f.eks. lavtrykks-lavdensitets- eller -høyden-sitets-etylenpolymerer. I hvilken grad en polymer oppviser deformasjonsherding kan bestemmes ved å måle utstrakt viskositet. Den utstrakte viskositeten til en polymer "kan måles ved hjelp av en rekke forsøksteknikker (se'f.eks. J.L. White,

Report nr. 104 of the Polymer Science and Engineering Depart-.ment, University of Tennessee, Knoxville). Slik det brukes her angir uttrykket "utstrakt viskositet" en utstrakt viskositet bestemt ved hjelp av en metode ved konstant deformasjonshastighet, f.eks. ved å anvende teknikken og apparatet beskrevet i M.T. Shaw, "Extensional Viscosity of Melts Using a Programmable Tensile Testing Machine", Proceedings, Vllth International Congress on Rheology, 1976. Som beskrevet i den ovenstående referanse, anvender metoden en servo-regu-lert Instron-strekktestmaskin. Endene til en smeltet poly-merring neddykket i et silikonoljebad, skilles med en akse-lerende hastighet overensstemmende med følgende forhold:

L (t) - Lq eks (£t)

hvor L (t) = kjeveseparasjon ved tiden t (mm)

Lq = opprinnelig kjeveseparasjon (mm)

= def ormas jonshastighet (sek "^) , en konstant t = tid (sekunder)

En krafttransduktor måler lasten under deformasjonen og den utstrakte viskositeten beregnes ved å dividere spenningen med deformasjonshastigheten og bestemmes som en funksjon av deformasjon eller tid under deformasjonen ved en temperatur på ca. 150°C.

Når konvensjonelle høytrykks-lavdensitets-poly-etylensmelter deformeres ifølge den ovenstående ligning,

ved bruk av denne teknikken, observeres det at utstrakt viskositet øker med akselererende hastighet med log tid. Denne oppførsel er vist i fig. 3 på tegningene for en høy-trykkspolymerisert-laviensitets-polyetylen med en smelteindeks på 2 og en densitet på 0,92 g/cm 3. Fig. 3 illustrerer den utstrakte viskositeten til dette materialet ved tre forskjellige deformasjonshastigheter (som representert ved de tre stiplede kurvene i fig. 3). Deformasjonsherdingen av en slik konvensjonell høytrykks-lavdensitets-polyetylen forsterkes når def ormas jonshastigheten. økes.

Visse lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer oppviser liten deformasjonsherding når herdehastighetene er lave. Fig. 3 (se de heltrukne kurvene) viser at deformasjonsherd-.ingen forsterkes ved høyere deformasjonshastigheter, og sterkere for harpikser med lavere smelteindekser, men ikke til den grad som er observert hos de konvensjonelle høy-trykks-lavdensitets-polyetylene. I tillegg oppviser lav-trykks-lavdensitets-polyetylenkopolymer med trang molekyl-vektfordeling mindre tendenser til deformasjonsherding enn lignende etylenkopolymerer med en bredere molekylvektfor-deling .

Polymerer med lav deformasjonsherding kan defineres som polymerer med en utstrakt viskositetsindeks på ikke mer enn ca. 6. Denne indeks er forholdet mellom utstrakt viskositet for polymeren bestemt ved en total Hencky-defor-mering på 2 og dens utstrakte viskositet bestemt ved en total Hencky-deformasjon 0,2, idet begge bestemmes ved en deformasjonshastigh-t på 1,0 sekund . Disse viskositets-verdier kan direkte måles eller kan oppnås fra en passende viskositetskurve, som i fig. 3 på tegningene. Som vist i fig. 3 kan den totale deformasjonen oppnås ved å multipli-sere den angitte deformasjonshastighet og den tilsvarende tiden, siden det anvendes en konstant deformasjonshastighet i testen. En definisjon av Hencky-deformasjon kan finnes i J.M. Dealy, "Extensional Rheometers for Molten Polymers;

a Review", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 4(1978), 9-21. Selv om slike polymerer med lav deformasjonsherding generelt omfatter de med en utstrakt viskositetsindeks som definert ovenfor på ikke mer enn ca. 6, foretrekkes det at slike polymerer har en utstrakt viskositetsindeks på ikke mer enn ca. 3,5.

Lavtrykks-lavdensitets-etylen-C^~Cg-a-olefinhydro-karbonkopolymerer for filmfremstilling oppviser generelt en utstrakt viskositetsindeks på =2 - ca. 4,5. F.eks. har en lavtrykks-polymerisert kopolymer av etylen og buten-1 en smelteindeks på 2,0 og en densitet på 0,918 g/cm 3, en utstrakt viskositetsindeks på 2,2. Tilsvarende har en lavtrykks-polymerisert kopolymer av etylen og buten-1 med en smelteindeks på 1,0 og en densitet på 0,918 g/cm 3, en utstrakt viskosi tetsindeks på 2,6. Til sammenligning har en konvensjonell høytrykkspolymerisert-lavdensitets-polyetylen med en smelteindeks på 2,0 (densitet på ca. 0,918, tilgjengelig fra Union Carbide Corporation under varemerket "DFD-4140") en utstrakt viskositetsindeks på ca. 10.

Fig. 1 illustrerer skjematisk en del av en ekstrusjonsprosess for blåst rørformet film ved anvendelse av teknikkene ifølge foreliggende oppfinnelse for å ekspandere og fremføre den smeltede filmboblen. Spesielt vises et smeltet rør som ekstruderes gjennom kantene 12 som definer-er åpningen 14 i en ringformet dyse 16 i en vertikalt opp-advendt retning og som er ekspandert for å danne filmboblen 10. Røret kan også ekstruderes nedover eller i side-retning slik det er kjent på fagområdet. Oppstrømsappara-turen (f.eks. en ekstruder osv.) er ikke vist, selv om konvensjonell fremgangsmåte og apparat kan anvendes for å smel-te og fremføre polymermaterialet til den ringformige dysen 16. Selv om ingen nedstrømsapparatur (f.eks. sammenfold-ende og flatklemmende anordninger, opprullingsruller osv.)

er vist, kan konvensjonelle apparater og fremgangsmåter anvendes for å behandle og håndtere filmen.

Som vist i fig. 1 avkjøles filmboblen 10 med luft eller et annet fluid rettet mot den ytre perimeter av filmboblen gjennom en kjølering 18 med en enkelt luftutløps-åpning 20. Det vises nå til fig. 2 som illustrerer en konvensjonell apparatur hvor.lignende deler er betegnet med tilsvarende hovedreferansenummer, idet avstanden mellom ut-tømmingsåpningen 20' og dyseåpningen 14<1>er målt fra sentrum av dyseåpningen 14' til senteret av utløpsåpningen 20' og betegnet x' generelt er mindre enn ca. 0,5 cm.

Disse dimensjoner er nødvendige ved konvensjonelle teknikker, siden den høye utstrakte viskositeten til konvensjonelle harpikser frembringer en motstandskraft som hindrer ekspansjon av filmen utover ved hjelp av det reduserte trykk som skapes eksempelvis ved den venturieffekten som skapes av luftstrømmen fra utløpsåpningen 20<1>. Som et resultat av de enestående lave utstrakte viskositeter og lave deformasjons- herdeegenskaper til etylenpolymerene og spesielt til LLDPE, ble det imidlertid funnet at dimensjonene kan økes signifi-kant mens det fortsatt ble tilveiebragt tilstrekkelig kraft til å trekke boblen ut i den venturi som er forårsaket av luftstrømmen som vist med pilene på tegningen. Dette har mange fordeler. Filmen trekkes radialt utover meget raskt og derved blir filmen tynnere før kontakt med den primære avkjølingsstrømmen som vist i fig. 4. En enestående, ikke-konvensjonell bobleprofil frembringes derved med en smelte-spenningsprofil som er forskjellig fra smelte-spenningspro-filen i konvensjonelle prosesser. Som vist i fig. 1 eks-panderer således det smeltede harpiksrøret som forlater dyseåpningen 14 radialt med en vinkel på minst 45° og fortrinnsvis minst 55° målt fra lengdeaksen betegnet med "y" til filmboblen 10 mot overflaten av det smeltede røret enten i ur-viserretning eller mot urviserretningen mot den ringformige dysen 16. Ekspansjonen av filboblen fortsetter idet den nedre profilen av boblen holdes på minst 45° fortrinnsvis på minst 55°, og mest foretrukket fra ca. 65 - 85° i en avstand på minst 2,5 cm langs lengdetverrsnittet tatt gjennom lengdeaksen til den ekspanderende filmen. Med henvisning til fig. 4 vil det ses at den krevede vinkelen på minst 4 5° er en inklusivevinkel mellom lengdeaksen "y" til filmboblen 10 og en rett linje trukket fra lengdeaksen "y" mellom to punkter P-^og P^med en avstand på minst 2,5 cm fra hverandre langs den radialt ekspanderende filmoverflåten. Ekspansjonen av filmboblen fortsetter inntil filmboblen er minst 1,5 ganger, fortrinnsvis minst 1,7 ganger og mest foretrukket fra 1,8 - ca. 6 ganger diameteren av det smeltede røret som forlater dysen 16. Det skal naturligvis forstås at en smeltet filmboble vil vibrere, hvilket vil forårsake små variasjoner i bobleformen. Det,vil imidlertid være en karakteristisk glatt bobleprofil. Punktene P-^og P2skal befinne seg på den glatte bobleprofilen. Når dysediameteren øker, vil den ønskelige avstanden mellom punktene P-^og P2generelt og fortrinnsvis øke. Bare som en illustrasjon vil' avstanden mellom P-^og P2være ca. 2,5 cm når det anvendes en dysediameter på ca.

7,5 cm og når dysediameteren er ca. 30 cm, skal punktene P^og V2være ca. 5 cm fra hverandre. Den øvre grense for avstanden mellom P^og P2bestemmes av dysestørrelsen, avstanden til luftringen og andre innskrenkninger. Det er derfor ikke noen spesiell øvre grense på grunn av disse variabler. Siden det er kjent å.anvende dyser med diametere opptil 179 cm eller større, vil avstanden mellom P^og P2imidlertid derfor generelt øke i samsvar med dette. Etter ekspansjon av filmboblen 10 bringes boblen så i kontakt med en primære avkjølingsstrøm. Siden fig. 1 viser en luftring 18 med en enkelt utløpsåpning 20, er i dette tilfelle den primære avkjølingsstrømmen den luftavkjølingsstrøm som også skaper sonen med redusert trykk ved venturieffekten. En luftkilde innføres i luftringen 18 gjennom'innløpet 22 og uttas fra luftringen 18 gjennom utløpsåpningen 20 som angitt med pilsene. Ved et oppblåsningsforhold på 2:1 (BUR) reduseres filmtykkelsen før kontakt med den primære avkjølings-strømmen til minst 30% og fortrinnsvis fra ca. 5 - ca. 20% av den opprinnelige tykkelsen av det smeltede røret som forlater dyseåpningen 12. Det oppstår høyere smeltepåkjennings-nivåer hvilket forandrer krystallisasjonskinetikken mot frem-bringelse av høye nivåer av overflatenivåsylindritter. Disse har en tendens til å glatte ut filmoverflaten og senke over-flateuklarhet og øke glans.

I tillegg settes smeiten under høyere trykktil-stander under krystallisasjonsprosessen. Som angitt av Keller (se A. Kjeller, J. Polym. Sei. 15, 31, 1955 og A. Keller&M.H. Machis, J. Macro Sei. Physi, Bl 41 (1967)) resulterer dette i raskere krystallisasjon og kortere in-duksjonstider. Dette tenderer til å danne flere kjernedan-nelsesstillinger, hvilket reduserer uklarhet og øker glans.

Som nevnt tidligere ekspanderes filmen radialt

ved en vinkel på minst 45° målt fra lengdeaksen og fortrinnsvis minst 55° før kontakt med den primære avkjølingsstrømmen. Ekspansjon ved vinkler som er større enn 55° og mest foretrukket 6 5 - 8 5°, har en tendens til å øke tidshastigheten for filmfortynnelse, dvs. fortynnelseshastigheten hvilket vil

forbedre stabiliteten til filmboblen og de optiske egenskap-.ene til den resulterende film.

Filmen ekspanderes før kontakt med den primære av-kjølingsstrømmen til minst 1,5 ganger dens opprinnelige diameter da den forlot dyseåpningen, fortrinnsvis minst 1,7 ganger, og mest foretrukket 1,8 - 6 ganger diameteren av det smeltede røret som forlater dyseåpningen 12. Fordelaktig er ekspansjon av filmen til minst 1,7 ganger dens opprinnelige diameter innenfor området av kommersielle oppblåsningsforhold, dvs. kommer-sielt ønskelige rørdiametere og er i et område som tilveiebringer utmerkede resultater siden det oppnås utmerket filmfortynnelse. Den maksimale ekspansjonsgraden for filmen før kontakt med den primære avkjølings-strømmen avhenger av en rekke betingelser som f.eks. de spesielle egenskapene til de behandlede polymerene, det utstyr som anvendes osv. Generelt kan imidlertid filmer ekspanderes opp til det punkt like før filmen brister.

For å tillate riktig filmekspansjon og tilfreds-stille andre parametere ifølge oppfinnelsen, kan det kreves visse modifikasjoner når det gjelder konvensjonelle avstander og dimensjoner som anvendes i andre kjente fremgangsmåter på fagområdet.

Med henvisning til fig. 1 og 4 har utløpsåpningen 20 derfor generelt en diameter som er lik med eller større enn 1,6 ganger dysediameteren (dyseåpningsdiameteren).

Diameteren til utløpsåpningen er lik med eller større enn ca. 1,8 og mest foretrukket ca. 1,9 - 6,1 ganger dysediameteren. Disse dimensjoner kan også anvendes på multiple åpningsluftringer og målingene vil være basert på diameteren til den åpning som er direkte i oppstrøm for den primære avkjølingsstrømmen. I stablede luftringssystemer er det ønskelig at hver luftring tilsvarer de dimensjonskri-terier som ville anvendes dersom den arbeidet som et enkelt luftringsystem.

Eventuelt og fortrinnsvis er det anbragt en partialforsegling 24 mellom kjøleringen 18 og dysen 16 "som strekker seg fra den nedre luftringoverflaten 26 til ca. 1,6 - 6,4 mm ovenfor dyseoverflaten 28, idet den passende avstand bestemmes av typen av dyse, lufthastigheter og andre variabler. Partialseglet 24 er fremstilt av enhver passende material-type som kan stå imot arbeidsbetingelsene og er fortrinnsvis laget av rustfritt stål. Partialforseglingen 24 er anbragt mellom dysen 16 og kjøleringen 18 for å regulere vakuumet i området mellom filmboblen 10 og overflaten av dysen 16. Når det anvendes multiple utløpsåpningsluftring-er, er det ikke alltid nødvendig å regulere vakuumet og avhengig av betingelsene kan det anvendes enten ingen forsegling, en partialforsegling eller en fullstendig forsegling. Når det anvendes stablede luftringer, vil den luftringen

som er nærmest dysen bestemme typen av forsegling om noen, som vil være krevet i overensstemmelse med de kriterier som er spesifisert tidligere i forbindelse med enkle og multiple utløpsåpningsluftringer. Avstanden mellom bunnen til den luftringen som er nærmest dysen 16, f.eks. kjølering 18 og den øvre overflate av dysen 16 avhenger av størrelsen til den dysen som anvendes. Når det anvendes en 7,5 cm dyse, befinner således luftringen seg ca. 2,5 cm over dyseoverflaten, når det anvendes en 30 cm dyse, befinner luftringen seg ca. 7,5 cm over dyseoverflaten. Det viser seg imidlertid at minskning av avstanden mellom dysen og luftringen under visse betingelser forbedrer filmklarheten og gjennomføringen av prosessen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennom-føres med forskjellige typer av kjøleapparater som f.eks.

de multiple kjøleringene som er beskrevet i US-PS 4.330.501 eller med dobbeltkantede luftringer som beskrevet i US-PS 4.139.338 og 4.145.177. Oppfinnelsen kan også gjennomføres med indre bobleavkjølingsteknikker som beskrevet i US-PS 4.115.048 og 4.105.380. Når det anvendes kjøleringer med dobbelte åpninger i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, vil den primære avkjølingsstrømmen fra de dobbelte utløpsåpning-ene være den fluidstrøm, som f.eks. luft, som har den. høy-este massestrømningshastighet. Den kan derfor generelt være den kombinerte luftstrøm fra dobbelte åpninger. På lignende

måte, når det anvendes multiple kjøleringer, skal ekspansjon-■en av filmboblen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fin-ne sted før kontakt med den primære avkjølingsstrømmen, som kan uttas enten fra de nedre, midtre eller øvre kjølering-ene, eller kan være den kombinerte fluidstrøm fra minst to ut-løpsåpninger.

Kjølestrømmen kan omfatte ethvert kjølefluid som fortrinnsvis er ikke-toksisk og som kan skaffe kjøling på en slik måte at det skapes en sone med redusert trykk som beskrevet tidligere. Luft er det foretrukne kjølemedium.

Kjøleluften avkjøles fortrinnsvis på konvensjonell måte. Når eksempelvis lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer behandles, avkjøles fortrinnsvis kjøleluften til en temperatur på ca. 4 - 16°C. Anvendelse av slik avkjølt luft gjør det mulig å avkjøle filmboblen raskere, tillater høyere produksjonshastigheter og forbedrede optiske projeksjoner og foretrekkes derfor. I det tilfelle som er skjematisk illustrert i fig. 1 kan generelt avkjølt kjøleluft mates til kjøleringen med en hastighet på ca. 12 - 40 SCFM pr. cm dysediameter.

For lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymerer forlater det smeltede røret generelt dysen ved en temperatur mellom 193 - 249°C, fortrinnsvis mellom 204 og 232°C. Når temperaturen er for lav, øker risikoen for filmsplintring og ved temperaturer over ca. 249°C økes sannsynligheten for nedbrytning av polymeren. Minimumstemperaturen for harpiksen er en funksjon av dens smelteindeks, idet harpikser med lavere smelteindeks krever høyere behandlingstemperaturer. Det er imidlertid observert at smeltetemperaturen kan påvirke optiske egenskaper og generelt at filmklarhet kan forbedres ved de lavere temperaturer.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan praktiseres over et bredt område av produksjonshastigheter slik det måles uttrykt i dysehastighet, dvs. kg pr. time pr. cm av dyseomkrets (kg/time-cm).I ekstrusjonsforsøk ved anvendelse av tidligere kjente teknikker har det vært mulig å fremstille klare filmer fra disse polymerer ved ekstremt lave dysehastigheter i størrelsesorden på mindre enn ca. 0,54 kg/time-cm av dyseomkrets. Ifølge tidligere kjent teknikk har det imidlertid ikke vært mulig å oppnå filmer med høy klarhet ved rørfilmprosessen ved kommersielt attraktive dysehastigheter, dvs. over ca. 0,9 kg/time-cm dyseomkrets fordi filmdysehastighetene ikke kunne økes til kommersielt attraktive nivåer uten alvorlige offere når det gjelder optiske egenskaper, f.eks. uakseptable uklarhets- og glans-nivåer. Ennvidere har dysehastighetene i rørfilmprosessen vært begrenset med disse harpikser av boblestabilitet. Iføl-ge fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse er det fordelaktig ikke bare forbedrede hastigheter mens fortsatt .boblestabiliteten bibeholdes, men uventet fremstilles filmer som har en relativt høy grad av filmklarhet. Ifølge fremgangsmåten i oppfinnelsen kan det således oppnås forbedret klarhet og det kan oppnås dysehastigheter som overstiger de som normalt anvendes for kommersiell fremstilling av rørfilm fra etylenpolymer. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan mest hensiktsmessig anvendes ved dysehastigheter større enn ca. 0,9 kg/time-cm, fortrinnsvis 0,9 - 2,7 kg/time-cm og mest foretrukket ca. 1,3 - 2,2 kg/time-cm.

Som beskrevet i det foran nevnte US-PS 4.243.619 kan lavtrykks-lavdensitets-etylenkopolymerer formes til film uten smeltebrudd ved blåst rørfilmekstrusjon ved bruk av en dyseåpning som er større enn ca. 1,3 mm. For fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan dyseåpningen være av størrelsesorden fra ca. 1,3 - ca. 3,9 mm, men det kan anvendes større eller mindre dyseåpninger. De dysekantut-forminger som for tiden foretrekkes er de som er beskrevet i US-PS 4.282.177. Som beskrevet der er generelt dysekanten og/eller dyseflaten i kontakt med den smeltede polymeren på en divergens- eller konvergensvinkel i forhold til strøm-ningsaksen av smeltet polymer gjennom dysen. Slike utform-ninger reduserer smeltebrudd i filmproduktet.

Teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes for å bibeholde en symmetrisk bobleform for den ekstruderte filmboblen, dvs. bibeholde en glatt profil med færrest antall utbulninger og sammentrekninger. Avhengig av den spesielle harpiks som behandles, dysestørrelsen og dyseåpningen, og produksjonshastigheten, kan det være nødven-dig å gjennomføre en del forsøk og feileoperasjoner for å velge den optimale utforming for å oppnå en optimal form på filmboblen. Basert på følgende betraktninger kan fagmannen oppnå denønskede bobleformen.

Generelt kan en konvensjonell kommersielt tilgjengelig luftring anvendes som kjølering i foreliggende oppfinnelse .

Utformingen av kantene på minst én av kjølering-ene som anvendes i foreliggende oppfinnelse er slik at en sone med ytre redusert trykk skapes i et område mellom kjølekanten og filmboblen. En slik sone med redusert trykk har en vakuumeffekt som trekker filmboblen mot kjøleringen. Generelt er kantutforminger som favoriserer dannelse av sonen med redusert trykk de som både retter kjøléfluidet mot filmboblen i en retning så parallell til filmboblen som mulig og vedlikeholder et begrenset tverrsnittsområde mellom kjø-leringen og filmboblen gjennom hvilket kjøléfluidet strøm-mer. Spesielt favoriserer større høyder på den nedre kanten parallell strøm og forbedret boblestabilitet. I noen tilfeller kan sonen med redusert trykk ha en tendens til å få filmboblen til å avvike imot eller komme i kontakt med den nedre kanten i luftringen med mindre maskinretningsstyrken til filmboblen er høy, eller høyden til den nedre kanten minskes, eller den nedre kanten trekkes tilbake til dyseflaten.

Fagmannen kan basert på de foregående betraktning-ene velge passende kantutforminger og -geometrier for å oppnå en stabil filmboble med ønsket filmbobleform ifølge foreliggende oppfinnelse.

Eksemplene som følger illustrerer ytterligere betingelsene for å oppnå de ønskede resultater.

Uttrykket "smelteindeks" betyr den smelteindeks som bestemmes slik det er spesifisert i ASTM D-1238, Condition E, målt ved 190°C og angitt i gram pr. 10 minutter.

Eksempel 1

Dette eksempel viser de forbedrede optiske egenskapene som oppnås ifølge fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse. Resultatene er sammenlignet med en konvensjonell fremgangsmåte som anvender en konvensjonell luftring med en enkelt luftutløpsåpning og konvensjonelle dimensjoner mellom utløpsåpningen og dysediameteren.

Blåst film ble fremstilt fra 'GRSN-7047' (dvs. en lavtrykkspolymerisert etylenkopolymer av etylen og buten-1 med en smelteindeks på 1,0, en densitet på' 0,918 g/cm 3 og en utstrakt viskositetsindeks på 2,6 og som er kommersielt tilgjengelig fra Union Carbide Corporation).

Ekstruder: 6,3 cm diameter National Rubber Machinery

maksimal hastighet er = 210 omdr./min.

Skrue: L/D = 16/1

Dyse: Type = 7,5 cm diameter ringformig spiralspindeltype

Dyseåpning = 2,74 mm ved utløp.

Den konvensjonelle luftkjøleringen var en Filmaster Design modell "FDAR-R-3" luftring med enkel åpning med 4 tangensielle luftinnløp som ble matet med en 7,5 Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann og med justerbar kantåpning. Luftkjøleringen som ble anvendt i foreliggende oppfinnelse var en Egan Machinery Co. enkelt-åpningsluftring med 4 vertikale luftinnløp matet med en 7,5 Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann og med en justerbar kantåpning.

Andre detaljer i begge fremgangsmåter er som angitt nedenfor: forts.

Bestemmelser av optiske egenskaper ble utført for uklarhet og glans på filmer fremstilt ved de to fremgangs-måtene. Uklarhetsbestemmelser ble utført ifølge fremgangsmåten angitt i ASTM D-1003. Glans ble bestemt ifølge fremgangsmåten angitt i ASTM-2457.

Resultatene er angitt i tabelll:

Eksempel 2

Dette eksempel viser også de forbedrede optiske egenskaper oppnådd ifølge foreliggende oppfinnelse. -Resultatene er sammenlignet med en konvensjonell fremgangsmåte hvor det anvendes en konvensjonell luftring med en enkelt luftutløps-åpning og konvensjonelle dimensjoner mellom utløpsåpningen og dysediameteren.

Den blåste filmen ble fremstilt fra "GRSN-7047" med 3/4 av 1% av "DFDC-0093" som er en antioksydant kommer-sielt tilgjengelig fra Union Carbide Corporation og 4|% "DYNH-9" som k jernedannelsesmiddel (en 2 M-.-I-. høytrykksf rem-gangsmåte-lavdensitets-polyetylen tilgjengelig fra Union Carbide Corporation ved bruk av følgende apparat:

Den konvensjonelle luftkjøleringen var en Egan Machinery Company luftring med enkel luftåpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 1\ Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann, og med en justerbar kantåpning. Kjøleringen som ble anvendt i foreliggende oppfinnelse var en Sano Design luftring med enkel åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 1\ Hk blåser gradert ved 750 CFM ved 30 cm vann, og med en justerbar kantåpning. Andre detaljer er som angitt nedenfor: forts.

Resultatene for uklarhet og glans er angitt nedenfor i tabell II.

Eksempel 3

Dette eksempel viser også de forbedrede optiske egenskaper som oppnås ifølge fremgangsmåten i oppfinnelsen. Sammenligninger gjøres med en konvensjonell fremgangsmåte som angitt nedenfor.

Blåst film fra "GRSN-7047" og 4% "DFDA-0073" (en 2 M.I. høytrykksprosess-LDPE-slipp og antiblokk-mesterbatch tilgjengelig fra Union Carbide Corporation) ble fremstilt ved bruk av følgende apparat:

Den konvensjonelle luftkjøleringen har en Egan Machinery Company luftring med enkelt åpning med 4 vertikale luftinnløp som mates med en 1\ Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 6 50 CFM ved 38 cm vann og med en justerbar kantåpning. Kjøleringen som ble anvendt i foreliggende oppfinnelse var en Sano Design luftring med enkel åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 1\ Hk blåser gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann og med justerbar kantåpning. Andre detaljer er som angitt nedenfor:

Resultatene av uklarhet og glans er angitt nedenfor i tabell III.

Eksempel 4

Dette eksempel viser ytterligere de forbedrede optiske egenskapene som oppnås ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Sammenligninger gjøres med en konvensjonell fremgangsmåte som angitt nedenfor.

Blåst film fra "GRSN-7047" og 4% "DYNH-9" ble fremstilt ved å bruke følgende apparat:

Den konvensjonelle luftkjøleringen var en Gloucester Eng. Company luftring med enkel åpning med 6 luftinnløp matet med en 10 Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 1200 CFM ved 75 cm vann og med en justerbar kantåpning. Kjøle-ringen som ble brukt i foreliggende oppfinnelse var en Union Carbide Design luftkjølering med enkel åpning med 6 vertikale luftinnløp matet med en 10 Hk blåser gradert ved 1200 CFM ved 75 cm vann, og med en justerbar kantåpning. Andre detaljer er som angitt nedenfor: forts.

Resultatene av uklarhet og glans er angitt nedenfor i tabell IV.

De følgende eksemplene 5 og 6 illustrerer forbedringen i maksimal oppnåelig dysehastighet som kan oppnås med den nye fremgangsmåten. Resultatene sammenlignes med en konvensjonell fremgangsmåte.

Eksempel 5

Blåst film fra "GRSN-7047" ble fremstilt ved bruk av følgende apparat:

Den konvensjonelle luftkjøleringen var en Filmaster Design luftring med enkel åpning med 4 tangensielle luftinn-løp matet med en 1\ Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann, og med en justerbar kantåpning. Kjøleringen som ble brukt i foreliggende oppfinnelse var en Egan Machinery Co. luftring med enkel åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 1\Hk blåser gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann, og med en justerbar kanthøyde. Andre detaljer og resultater er som angitt nedenfor: .

Eksempel 6

Blåst film fra "GRSN-7047" ble fremstilt ved å bruke følgende apparat:

Den konvensjonelle luftkjøleringen var en Egan Machinery Company luftring med enkel åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 7J Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann, og med en justerbar kant-høyde. Kjøleringen som ble brukt i foreliggende oppfinnelse var en Sano Design luftring med enkel åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 7| Hk blåser gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann, og med en justerbar kanthøyde. Andre detaljer er som angitt nedenfor:

Forts.

E ksempel 7

Dette eksempel viser de forbedrede optiske egenskapene som oppnås med det nye systemet når det anvendes en luftring med dobbelt åpning.

Blåst film ble fremstilt fra "GRSN-7047" ved bruk av følgende apparat:

Kjøleringen som ble brukt i foreliggende oppfinnelse var en Uniflo Systems, Inc. luftring med dobbelt åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 75 Hk blåser med variabel hastighet gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann, og med en justerbar kanthøyde. Andre detaljer er som angitt nedenfor:

Bestemmelser av optiske egenskaper ble gjort på uklarhet og glans. Uklarhet ble bestemt som i foregående eksempler. Resultatene er vist nedenfor:

Eksempel 8

Blåst film ble fremstilt fra en høydensitets-etylen-buten-kopolymerharpiks betegnet "GRSN-6091" fra Union Carbide Corporation med en densitet på 0 ,950 g/cm 3og en .utstrakt viskositet på ca. 2,6. Apparatet var som følger:

Kjøleringen som ble brukt i foreliggende oppfinnelse var en Sano Design luftring med enkel åpning med 4 vertikale luftinnløp matet med en 1% Hk blåser gradert ved 750 CFM ved 38 cm vann/og med en justerbar kantåpning. Andre detaljer er som angitt nedenfor:

Resultatene av uklarhets- og glanstestene er angitt nedenfor:

Som det vil bemerkes fra de foregående eksemplene produserer fremgangsmåten filmer med en relativt høy grad av klarhet. De fleste av filmene fremstilt ifølge oppfinnelsen resulterer faktisk i uklarhetsverdier på mindre enn 8,5%. Mange av filmene fremstilt ifølge foreliggende fremgangsmåte har uklarhetsverdier mellom 6 og 1%, naturligvis avhengig av arbeidsbetingelsene. I tillegg kan det bemerkes at det oppnås en dramatisk forbedring i dysehastighet sammenlignet med konvensjonelle fremgangsmåter som anvender konvensjonelt utstyr. Rutinemessig oppnås hastigheter mellom 1,26 og 2,16 kg/time-cm og i visse tilfeller er det oppnådd hastigheter over 2,69 kg/time-cm med kommersielle hastigheter opptil 5,38 kg/time-cm mulig.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en blåst film fra en normalt fast termoplastisk harpiks med en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn ca. 6, karakterisert ved at nevnte harpiks ekstruderes gjennom dysekantene til en rørfilmdyse for å danne et smeltet rør, ekspandere nevnte smeltede rør radialt med en vinkel på minst 45° målt fra lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble, idet nevnte vinkel holdes i det vesentlige på minst 4 5° i en avstand på minst 2,4 cm langs lengdetverrsnittet tatt gjennom lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble og deretter bringe nevnte filmboble i kontakt med en primær kjøle-strøm.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte filmboble ekspanderes inntil nevnte filmboble er minst 1,5 ganger diameteren av nevnte smeltede rør som forlater nevnte kanter, før kontakt med nevnte primære kjølestrøm.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte filmboble reduseres i tykkelse til minst ca. 30% av den opprinnelige tykkelsen av røret som forlater nevnte ekstrusjonsdyse før kontakt med nevnte primære kjølestrøm.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte filmboble ekspanderes radialt ved en vinkel på minst 55°.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte filmboble ekspanderes radialt ved en vinkel på fra ca. 65 - ca. 85°.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte utløpsåpning har en diameter lik med eller større enn 1,6 ganger dysediameteren.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte normalt faste termoplastiske harpiks har en utstrakt viskositetsindeks på fra ca. 2 -ca. 4,5.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at nevnte normalt faste termoplastiske harpiks er en lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymer.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymer er en kopolymer av ikke mer enn 15 mol-% av minst én C_-Co-a-olefinhydrokarbon-komonomer, idet nevnte polymer har en densitet på ca. 0,91 - ca. 0,94 g/cm .

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte normalt faste termoplastiske harpiks er en lavtrykks-hø ydensitets-etylenpolymer.

11. Forbedring i fremgangsmåten for fremstilling av en blåst film fra en normalt fast termoplastisk harpiks med en utstrakt viskositetsindeks på mindre enn ca. 6, hvori nevnte harpiks ekstruderes gjennom dysekantene til en rør-filmdyse under betingelser og på en slik måte at det dannes et smeltet rør av nevnte harpiks, idet nevnte smeltede rør tillates å ekspandere for å danne en filmboble, en fluid-strøm rettes fra minst én utløpsåpning på en slik måte at det skapes en sone med redusert trykk utenfor nevnte filmboble og hvori nevnte filmboble avkjøles ved en primær kjøle-strøm, karakterisert ved at nevnte filmboble ekspanderes radialt ved en vinkel på minst 45° målt fra lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble idet nevnte vinkel holdes i det vesentlige ved minst 45° i en avstand på minst 2,54 cm langs et lengdetverrsnitt tatt gjennom lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble før kontakt med nevnte primære kjølestrøm.

12. Forbedring i fremgangsmåten for fremstilling av en blåst film fra en normalt fast termoplastisk harpiks med en utstrakt viskositetsindeks på fra ca. 2 - ca. 4,5, hvori nevnte harpiks ekstruderes gjennom kantene til en rørfilm-dyse under betingelser og på en slik måte at det dannes et smeltet rør av nevnte harpiks, tillater nevnte smeltede rør å ekspandere for å danne en filmboble ved å rette en fluid-strøm fra minst én utløpsåpning på en måte slik at det skapes en sone med redusert trykk utenfor nevnte filmboble og hvori nevnte filmboble avkjøles av en primær kjølestrøm, karakterisert ved at (a) nevnte filmboble ekspanderes radialt ved en vinkel på minst 55° målt fra lengdeaksen til nevnte filmboble mot filmoverflaten, (b) bibeholde nevnte filmboble i det vesentlige ved nevnte vinkel i en avstand på minst 2,54 cm langs nevnte ekspanderende filmboble, (c) ekspandere nevnte filmboble inntil nevnte filmboble er minst 1,5 ganger diameteren av nevnte smeltede rør som forlater nevnte kanter, og (d) redusere tykkelsen av nevnte filmboble til ca. 30% av den opprinnelige tykkelsen av nevnte smeltede rør som forlater nevnte dysekanter idet hvert av trinnene (a) - (d) utføres før kontakt med nevnte primære kjølestrøm.

13. Forbedring i fremgangsmåten for fremstilling av en blåst film fra en lavtrykks-lavdensitets-etylenpolymer hvori nevnte polymer ekstruderes gjennom dysekantene til en rørfilmdyse under betingelser og på sen slik måte at det dannes et smeltet rør av nevnte polymer, tillate nevnte smeltede rør å ekspandere for å danne en filmboble ved å rette en fluidstrøm fra minst én utløpsåpning på en slik måte at det skapes en sone med redusert trykk utenfor nevnte filmboble og hvori nevnte filmboble avkjøles av en primær kjølestrøm, karakterisert ved at (a) nevnte polymer ekstruderes med en dysehastighet på ca. 1,26 - ca.

2,16 kg/time-cm, (b) nevnte filmboble ekspanderes radialt ved en vinkel på minst 55° målt fra lengdeaksen til nevnte filmboble mot filmbobleoverflaten, (c) nevnte vinkel på minst 55° bibeholdes over en lengde på minst 2,54 cm langs et lengdetverrsnitt tatt gjennom lengdeaksen til nevnte ekspanderende filmboble, (d) nevnte filmboble ekspanderes inntil nevnte filmboble er minst 1,7 ganger diameteren til nevnte smeltede rør som forlater dysekantene og (e) tykkelsen til nevnte filmboble reduseres inntil nevnte filmboble er redusert til tykkelse til fra ca. 5 - ca. 20% av den opprinnelige tykkelsen til nevnte smeltede rør som forlater nevnte dysekanter, idet hvert av trinnene (a) - <*> (e) utføres før kontakt med nevnte primære kjølestrøm.

14. Filmer fremstilt ifølge fremgangsmåten i krav 1.

15. Filmer fremstilt ved den forbedrede fremgangsmåten i krav 11.