PL172357B1 - Sposób i urzadzenie do dwuosiowego rozciagania ciaglej folii PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 1. Sposób dwuosiowego rozciagania ciaglej folii, w którym ciagly polimerowy material arkuszowy rozciaga sie dwuosiowo przez proces zawierajacy ponizsze operacje, laczy sie w poprzeczne rozciaganie na szerokosc i poprzeczne sciskanie poprzez oddzialywanie pracujacych sciskowo rowkowanych rolek dla wytworzenia pofalowan w materiale arkuszowym; przeprowadza sie podluzne rozciaganie pomiedzy rolkami oraz przeprowadza sie drugie formowanie i poprzeczne rozciaganie pomiedzy rowkowanymi rolkami, znamienny tym, ze utrzymuje sie przynajmniej czesciowo pofalowania podczas wspomnianego podluznego rozciagania i ze drugie formowanie przystosowuje sie do wspólpracy z pofalowaniami wytwa- rzanymi poprzez pierwsza operacje formowania regulujac rozstawienia pomiedzy pofalowaniami na arkuszu wchodzacym do rowkowanej rolki i rozstawienia pomiedzy rowkami rolek dla dopasowania ich do siebie, albo stosuje sie dla pierwszej i drugiej operacji formowania rowkowane rolki o tym samym rozstawieniu przy utrzymywaniu odleglosci pomiedzy kazdym zestawem rolek, przez który przechodzi arkusz pomiedzy pierwsza i druga operacja formowania wystarczajaco niskiej, aby popychac arkusz utrzymujac stale odstepy pomiedzy pofalowaniami arkusza. 8. Urzadzenie do dwuosiowego rozciagania ciaglej folii, zawierajace w kolejnosci pierwszy zestaw wzajemnie sie zazebiajacych rowkowanych rolek, które oddzialuja sciskajaco z pierwszym srodkiem napedowym dla napedzania pierwszego zestawu wzajemnie zazebionych rowkowanych rolek, które wy- twarzaja pofalowania w warstwie przechodzacej pomiedzy nimi, podluzne (kierunek obróbki) stanowisko rozciagania i drugi zestaw wzajemnie zazebionych rowkowanych rolek ze srodkami do napedzania drugiego zestawu wzajemnie rowkowanych rolek, znamienne tym, ze zawiera zespól zgrywajacy (45, 46, 47) do zgrywania pofalowan w warstwie przechodzacej ze stanowiska podluznego rozciagania z rowkami drugiego zestawu rowkowanych rolek (40,41,42). PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do dwuosiowego rozciągania ciągłej folii podczas wytwarzania laminatów z krzyżującymi się warstwami ogólnego rodzaju.

Procesy wytwarzania laminatów z krzyżującymi się warstwami o warstwach ukierunkowanych są znane z szczególności z GB-A-1526722. W tym znanym rozwiązaniu, materiał stanowi wytop ukierunkowany ogólnie jednoosiowo przed laminowaniem krzyżowym i jest ukierunkowany dwuosiowo po laminowaniu krzyżowym korzystnie blisko temperatury pokojowej. Ukierunkowanie wytopu może być bardzo słabe, jednakże jest ono zawsze połączone z zastosowaniem mieszanin polimerów, które są wystarczająco niezgodne do formowania dwulub wielofazowego ziarna polimeru pod wpływem ukierunkowania wytopu, które to ziarno ma bardzo istotny wpływ na własności wytrzymałości finalnego laminatu krzyżowego. W celu zwiększenia wytrzymałości na rozdzieranie, wiązanie pomiędzy warstwami które ogólnie stan_owi wdiyoriię bardzo słabe, rnożebO uzuoelz.ii^ne oonrzez mocne wiązanie ^r^^,jnktowe lub liniowe.

Celem tego znanego wynalazku jest opracowanie materiału warstwowego, który wykazuje wysokie własności wytrzymałościowe pod wszystkimi względami. Jednym z ważnych zastosowań jest użycie go na worki i podobne opakowania.

Ponadto według wyżej wspomnianego brytyjskiego patentu poprzeczne rozciągnięcie następujące po krzyżowym przełożeniu warstw o ukierunkowaniu wytopu (patrz wprowadzenie do zastrzeżeń 12 i 24) jest korzystnie dokonywane przez przepuszczanie przełożonej warstwy przez kilka zestawów wzajemnie współpracujących rowkowanych rolek, które to rowki są możliwie drobne. Przełożona warstwa jest zwykle (ale nie koniecznie) rozciągnięta podłużnie w sposób ciągły pomiędzy gładkimi rolkami przed, pomiędzy lub po wspomnianych etapach rozciągania na rolkach rowkowanych.

(Rozróżnia się przekładanie, które może obejmować ale nie musi wiązania warstw ze sobą, oraz laminowanie, które zawsze obejmuje takie rozwiązanie). Dla uzyskania optymalnych własności absorbowania energii (tak jak na przykład odporność na udarowe rozrywanie), korzystnie są przeprowadzane odmienne etapy rozciągania, następujące po krzyżowym przekładaniu w temperaturach znacznie poniższej zakresów topnienia warstw, a nawet mogą być prowadzone w normalnej temperaturze pokojowej.

Ponadto według wyżej wspomnianego brytyjskiego patentu krzyżowe laminowanie warstw mających jednoosiowe lub niewyrównane ukierunkowanie wytopu może być prowadzone już w procesie wytłaczania przy zastosowaniu przeciwnie obracających się części matrycowych, jednakże może również być ustanowione na bazie śrubowego cięcia ukierunkowanych wytopowo, rurowych warstw. Tak więc rurowe warstwy mogą być ukierunkowane wytopowo głównie w ich kierunku podłużnym, śrubowo cięte np. pod kątem 45° po zakrzepnięciu, i następnie przełożone w taki sposób, że wspomniane główne kierunku krzyżują się ze sobą (tj. stają się prostopadłe jeden do drugiego, jeżeli kąty cięcia wszystkie wynosiły 45°). W związku z tym obecna publikacja WIPO WO-A-89/12533 ujawnia szczególnie praktyczne sposoby spiralnego cięcia rurowej warstwy, jak również ujawnia odpowiedni sposób uzyskiwania ukierunkowania wytopowego, które w razie potrzeby może być prostopadle do kierunku obróbki (tj. kierunku ciągłego) warstwy. Ostatnio wspomniany sposób polega na wyciąganiu rurowej warstwy z dyszy wytłaczającej ruchem śrubowym dla nadania rurowej warstwie ukierunkowania wytopowego, który tworzy kąt (np. 30°) z osią rury, a następnie śrubowym cięciu rurowej warstwy (np. pod kątem 60°) w sposób, który zwiększa kąt pomiędzy kierunkiem obróbki a głównym kierunkiem ukierunkowania wytopowego. Tak więc stosując wyżej wspomniany przykład w którym wyciąganie śrubowe odbywa się pod kątem 30°, zaś cięcie pod kątem 60°, ukierunkowanie wytopu będzie prostopadłe do kierunku obróbki po śrubowym cięciu. Warstwa ta może w sposób ciągły być przekładana z warstwą, która ma ukierunkowanie wytopowe głównie w kierunku podłużnym (kierunek obróbki) dla utworzenia prostopadłego krzyżującego się układu.

172 357

Jedna z cech polega na tym, że laminat krzyżowy wykazuje wzór prążkowania utworzony przez zmiany grubości. Taki wzór będzie zawsze powstawał w wyniku rozciągania pomiędzy rowkowanymi rolkami - z wyjątkiem zastosowania specjalnych środków ochronnych, które będą dyskutowane poniżej. Zgodnie z zaleceniami wspomnianego powyżej brytyjskiego patentu (patrz w szczególności fig. 8 i 9) te zmiany grubości tworzące podłużnie prążkowany wzór będą występowały przypadkowo jako rezultat nakładania się pomiędzy rozciągniętymi wzorami w każdym etapie rozciągania na rowkowanych rolkach. Wzór prążkowany, jeżeli nie będzie przesadny, może mieć pozytywny wpływ na wytrzymałość na rozrywanie i pozytywny wpływ na zdolność do samopodtrzymywania (sztywność, gdy materiał jest wyginany ponad linią prostopadłą do jego kierunku ciągłego). Jednakże, jeżeli ten przypadkowy wzór zmian grubości jest bardzo wyraźny, wówczas ma on bardzo negatywny wpływ na stabilność u-v, przydatność do nadrukowywania i odporność na przechodzenie wilgotności substancji aromatycznych i oparów. Według szczególnej cechy tej technologii, poszczególne warstwy mogą być zblokowane razem poprzez poprzeczne rozciąganie razem pomiędzy rowkowanymi 9 rolkami, zaś efekt ten może być kontrolowany przez odpowiednie warstwy powierzchniowe na warstwach, które z tego względu są wytwarzane przez współwytłaczanie. W procesie współwytłaczania są również dokonane zabezpieczenia dla nadania cienkim warstwom powierzchniowym laminatu finalnego pożądanych własności, w szczególności warstwom dla podwyższenia szczelności cieplnej lub warstwom kontrolującym własności cierne.

Następny postęp w stosunku do znanej technologii jest ujawniony w US-A-4 629 525. Jest tam opisany proces stabilizacyjny, w którym laminat krzyżowy wspomnianego powyżej rodzaju jest ogrzewany przy umożliwieniu przynajmniej 7% skurczu poprzecznego (tj. poprzecznie do kierunku ciągłego laminatu i prążkować wytwarzanych przez rowkowane rolki) oraz korzystnie również skurczu podłużnego. Poza efektem stabilizacyjnym, który oznacza, że rozciągany na zimno laminat nie ma tedencji do dalszego kurczenia podczas stosowania lub magazynowania w normalnych temperaturach, występują również istotne efekty uboczne. Jeden z nich polega na tym, że można znacznie zredukować wspomniane powyżej zmiany grubości (efekt prążkowania), ponieważ skurcz poprzeczny następuje głównie tam, gdzie materiał jest przeciągnięty poprzecznie. Następnym istotnym efektem ubocznym jest znaczne zwiększenie granicy plastyczności w kierunku poprzecznym. Trzecim efektem jest zwiększenie słabego wiązania, które początkowo powstaje przez zblokowanie ze sobą spiralnie ciętych warstw pomiędzy rowkowanymi rolkami.

Poprzeczne skurczenie jest korzystnie uzyskiwane poprzez podawanie laminatu krzyżowego, gdy jest on sfałdowany w odpowiednim stopniu na rolce ogrzewającej (z której może być podawany na bardziej ogrzane rolki) tak, że sfałdowanie stopniowo zanika w miarę kurczenia się laminatu krzyżowego.

Patent ten również ujawnia korzystne mieszanki polimerowe na główną warstwę współwytlaczanej warstwy ogólnego rodzaju laminatów krzyżowych, w szczególności mieszanki polietylenu o dużym ciężarze cząsteczkowym i dużej gęstości oraz liniowego polietylenu o małej gęstości lub podobnego do małej gęstości lub podobnego do małej gęstości, o ciężarze cząsteczkowym znacznie niż pierwszy wspomniany składnik, do którego ewentualnie może być dodany polipropylen (takie laminaty krzyżowe są bardziej dokładnie określone w zastrzeżeniach 25 - 29 wspomnianego powyżej patentu). Na koniec, wspomniany opis patentowy ujawnia, że laminaty krzyżowe do wytwarzania worków korzystnie powinny być wykonywane z ukierunkowanej wytopowo rurowej warstwy ciętej pod kątem pomiędzy 10° i 35° zamiast 45°. Dalsze ulepszenia ogólnego rodzaju technologii laminowania krzyżowego opisanej powyżej są ujawnione w WO-A-88/05378. W tym przypadku przynajmniej pierwsza para rowkowanych rolek ma szczególną konstrukcję i działanie. Rowkowane, drobne, kołowe zęby mają nachylone ściany boczne, przy czym ściany boczne na współpracujących rowkowanych rolkach są dopasowane bardzo dokładnie, i pracują pod wysokim dociskiem rolek, tak że rozciąganie poprzeczne następuje nie tylko przez rozciąganie na szerokość ale również poprzez ściskanie lub boczne kalandrowanie laminatu lub przełożonej warstwy (tak jak dalej opisano w tej publikacji).

172 357

Według tego sposobu stało się możliwe wytwarzanie opisanych powyżej laminatów krzyżowych o polepszonej jakości i o znacznie zwiększonej wydajności produkcyjnej. Ten wzrost stał się możliwy ponieważ dwa lub więcej laminatów krzyżowych może być wytwarzane .-•/i-·!.. 1J 11* p IV V- ił XV

L UZjVlll ielane jeden od drugiego na końcu procesu wytwarzania.

Wynalazca również włączył do technologii wgniecenie umieszczone w sąsiedztwie uszczelnień cieplnych w worku, które jest opisane w WO-A-89/10312 i które jest przystosowane do wytwarzania efektu absorbowania udarów lub efektu kontrolowania siły, tym samym polepszając wytrzymałość na zrzucenie uszczelnionego cieplnie worka z materiału warstwowego ukierunkowanego lub sztywnego i wypełnionego proszkiem lub towarem granulowanym.

Poprzez połączenie powyżej wspomnianych wynalazków był w stanie wytworzyć w przemysłowym i ekonomicznie skutecznym procesie uszczelnione cieplnie worki przystosowane do dużych przeciążeń z laminatów krzyżowych o rozmiarze np. 60 - 80 gm, które pod względem granicy plastyczności, wytrzymałości naprężeniowej, odporności na przebicie, odporności na rozrywanie, oraz odporności na zrzucanie okazały się lepsze w stosunku do worków z polietylenu o małej gęstości lub liniowego polietylenu o małej gęstości o podwojonym rozmiarze. Jednakże w wyniku braku zdolności samopodtrzymywania laminatu poprzecznego w takich rozmiarach (kruchości) worki nie spotkały się jeszcze z ogólną akceptacją na rynku, ponieważ automatyczne lub ręczne obsługiwanie dotyczące wypełnienia (workowania) uważane było za zbyt trudne lub niepewne. W związku z tym stwierdzono, że zdolność do samopodtrzymywania (która jest rezultatem sztywności warstwy) warstwy o równej grubości zmienia się z drugą potęga jej grubości.

Następujący opis dotyczy przedmiotu wynalazku, określonego jako sposób rozciągania ciągłej folii. Należy zauważyć, że drugi etap formowania i rozciągania korzystnie, ale niekoniecznie jest również przeprowadzany z zastosowaniem ściskania przez połączone poprzeczne rozciąganie i poprzeczne ściskanie. Jak wynika z powyższego, ten drugi aspekt jest w szczególności przydatny jako pierwszy etap lub etapy wytwarzania laminatu z żebrami w kształcie U, mianowicie do formowania i stabilizowania krzywizny. Jednakże sposób ten może być korzystnie zastosowany do innych celów. Tak więc jeżeli następne procesy nie są zestawione jak wyjaśniono powyżej do utrzymywania lub tworzenia struktury U, wówczas produkt finalny może być całkowicie pozbawiony takiej krzywizny, jednakże może wykazywać regularność, która jest niezwykła dla materiału arkuszowego rozciąganego pomiędzy rowkowanymi rolkami.

Poprzez następny proces kalandrowania, który nawet może być prowadzony w temperaturze pokojowej, łatwe jest uzyskanie grubości doskonale jednakowej, jeżeli jest to pożądane. Przykłady 1 i 2 przedstawiają rozmaite konfiguracje rozciągniętego materiału arkuszowego wykonanego z zastosowaniem tego sposobu i wyjaśniają różnice pomiędzy etapami procesu, zastosowanymi do uzyskania tych konfiguracji.

Należy również wspomnieć, że jakkolwiek sposób rozciągania w szczególności znajduje zastosowanie do wytwarzania laminatów krzyżowych, a bardziej szczegółowo do wytwarzania krzyżowych laminatów z poliolefin, to jest on również przydatny w ogólności do wszystkich rodzajów termoplastycznych, rozciągalnych materiałów arkuszowych, włączając to materiały arkuszowe, które nie są laminatami.

Istnieją dwie alternatywy koordynacji lub zgrywania dwóch etapów ściskającego rozciągania poprzecznego i formowania, jedna polegająca na ustawianiu odstępu pomiędzy pofalowaniami na arkuszu wchodzącym do rowkowanych rolek ostatniego etapu formowania oraz odstępu pomiędzy rowkami tych rolek dla dopasowania ze sobą. W związku z tym zauważa się, że w wyniku sprężystych sił nawrotowych, sfalowany arkusz opuszczający rowkowane rolki pierwszego etapu formowania będzie próbował rozszerzać się ze stosunkowo dużą siłą, wywierając tym samym tendencję do zwiększenia odstępu pomiędzy sfalowaniami. Z drugiej strony, arkusz będzie próbował skurczyć się w kierunku poprzecznym podczas podłużnego procesu rozciągania, również ze stosunkowo dużą siłą, a tym samym będzie wywierał tendencję do redukowania tego odstępu. Poprzez odpowiedni dobór warunków procesu te przeciwne tendencje mogą wzajemnie się wyrównywać, lecz normalnie nie będzie to wygodny sposób dla dokonania zgrania, ponieważ ustala on dokładne granice doboru stosunków rozciągania,

172 357 docisków rolek i temperatur rozciągania. Jednakże, jeżeli rozszerzenie netto, lub skurczenie (jak również może wystąpić) jest stwierdzane eksperymentalnie w żądanych warunkach, wówczas rowkowane rolki drugiego etapu formowania mogą być skonstruowane tak, aby posiadały wstępnie obliczony odstęp pomiędzy rowkami a dokładne dopasowanie pomiędzy tym odstępem a pofalowaniami można uzyskać poprzez niewielką regulację warunków procesu.

Należy zauważyć, że gdy pofalowania są głębokie, to wykazują one zwiększoną tendencję do wpadania w tor na rowkowanych rolkach drugiego etapu formowania. Z tego względu jeżeli odstęp na rowkowanych rolkach i odstęp pofalowań nie są dopasowane dokładnie do siebie to ciągle jednak będzie zgrywanie przy przedziałach wzdłuż szerokości arkusza i te przedziały mogą być stosunkowo szerokie i łącznie mogą pokrywać większość szerokości, lecz pomiędzy tymi przedziałami zgrywania będą węższe przedziały, w których struktura będzie nieregularna.

Alternatywnym sposobem uzyskiwania zgrywania jest stosowanie do pierwszego i drugiego procesu formowania rowkowanych rolek o tej samej podziałce, przy utrzymywaniu odległości pomiędzy każdym zestawem rolek, przez które przechodzi arkusz pomiędzy pierwszym i drugim etapem formowania wystarczająco małej, aby docisnąć arkusz dla utrzymania stałego odstępu pomiędzy pofalowaniami arkusza. Korzystnie siły oddziaływujące· dla utrzymania stałości odstępu pomiędzy pofalowaniami są zwiększone przez zastosowanie rolek, przez które przechodzi arkusz po opuszczeniu rowkowanych rolek pierwszego procesu formowania i przed napotkaniem rowkowanych rolek drugiego procesu formowania, z bieżniami prowadzącymi o tej samej podziałce, co podziałka rowkowanych rolek pierwszego i drugiego procesu formowania.

Jeżeli pomiędzy dwoma etapami formowania zastosuje się gładkie rolki, jednakże ciągle stosując bardzo krótką odległość pomiędzy zestawem rolek, czasami można otrzymać kilka nieregularnych pasm w arkuszu, jednakże w ogólności otrzymywana struktura będzie regularna.

W następnym rozwiązaniu sposobu rozciągania rowki na rolkach pierwszego i drugiego procesu formowania są przystosowane do ściskania arkuszajednie w obrębie pasm arkusza, przez co otrzymuje się nieściśnięte szczyty pofalowań, i tak że ściśnięte pasma przy pierwszym procesie formowania są szersze niż ściśnięte pasma przy drugim etapie formowania.

Uniknięcie jakiegokolwiek ściskania części arkuszowych, które pozostawia szczyty pofalowań jest dobrze znane z WO-A-89/10312, i szczególną cechą tego rozwiązania jest to, że pierwszy proces formowania wywiera swoje oddziaływanie ściskające na szerszych powierzchniach skutecznie pofalowanych, gdy napotyka rowkowane rolki drugiego procesu formowania i tym samym jest najlepiej przystosowany do wpadania w tor, podczas gdy z drugiej strony węższe powierzchnie ściskania podczas drugiego etapu formowania zapewniają, że mogą pozostać w ten sposób grubsze żebra w produkcie finalnym, gdy jest to pożądane, na przykład dla uzyskania struktury żebro-U, opisanej szczegółowo w tym opisie.

Arkusz wychodzący z drugiego procesu formowania może być wykorzystany jako taki do specjalnych zastosowań, ale normalnie po tym drugim procesie formowania następują następne procesy podłużnego i/lub poprzecznego rozciągania, np. dla wytwarzania opisanego laminatu żebro-U.

Głównym celem obecnego wynalazku jest zatem opracowanie sposobu i urządzenia do dwuosiowego rozciągania ciągłej folii.

W związku z tym wynalazek dotyczy ulepszenia wspomnianego powyżej sposobu rozciągania opisanego w WO-A-89/10312, które to ulepszenie jest szczególnie przydatne w związku ze skutecznym wytwarzaniem struktury zakrzywionych żeber, jednakże również znajduje inne zastosowania wskutek uzyskiwanej dużej regularności rozciągania.

Sposób dwuosiowego rozciągania ciągłej folii, według wynalazku, w którym ciągły polimerowy materiał arkuszowy rozciąga się dwuosiowo przez proces zawierający poniższe operacje łączy się w poprzeczne rozciąganie na szerokość i poprzeczne ściskanie poprzez oddziaływanie pracujących ściskowo rowkowanych rolek dla wytworzenia pofalowań w materiale arkuszowym; przeprowadza się podłużne rozciąganie pomiędzy rol kami oraz przeprowadza się drugie formowanie i poprzeczne rozciąganie pomiędzy rowkowanymi rolkami, charakteryzuje się tym, że utrzymuje się przynajmniej częściowo pofalowania podczas wspomnianego

172 357 podłużnego rozciągania, i że drugie formowanie przystosowuje się do współpracy z pofalowaniami wytwarzanymi poprzez pierwszą operację formowania regulując rozstawienia pomiędzy ^falowaniami na arkuszu wchodzącym do rowkowanych rolek i rozstawienia pomiędzy rowkami rolek ula dopasowania ich do siebie, albo stosuje się dla pierwszej i drugiej operacji formowania rowkowane rolki o tym samym rozstawieniu przy utrzymywaniu odległości pomiędzy każdym zestawem rolek, przez który przechodzi arkusz pomiędzy pierwszą i drugą operacją formowania wystarczająco niskiej, aby popychać arkusz utrzymując stałe odstępy pomiędzy pofalowaniami arkusza.

Korzystne jest, że drugie formowanie i rozciąganie pomiędzy rowkowanymi rolkami również przeprowadza się ściskowo poprzez połączone poprzeczne rozciąganie na szerokość i poprzeczne ściskanie, i że przy stosowaniu dla pierwszej i drugiej operacji formowania rowkowanych rolek siły oddziałujące do utrzymania stałego odstępu pomiędzy pofalowaniami zwiększa się przez wyposażenie rolek, przez które przechodzi arkusz po opuszczeniu rowkowanych rolek pierwszej operacji formowania i przed napotkaniem rowkowanych rolek drugiej operacji formowania, w prowadzące bieżnie o tym rozstawieniu, co rozstawienie na rowkowanych rolkach dla pierwszego i drugiego procesu formowania.

Korzystne jest także, że rowki na rolkach dla pierwszej i drugiej operacji formowania przystosowuje się do ściskania arkusza jedynie, w obrębie obrzeży, przez co części arkusza otrzymujące szczyty pofalowań nie ściska się, tak że ściskane obrzeża pierwszej operacji formowania są szersze niż ściskane obrzeża drugiej operacji formowania.

Korzystne jest również, że następne podłużne i/lub poprzeczne rozciąganie jest przeprowadzane po drugiej operacji formowania.

Ponadto korzystne jest, że arkusz ogrzewa się przed pierwszą operacją formowania, utrzymuje się przy temperaturze niezmienionej przed i podczas drugiej operacji formowania, i chłodzi się przed następującym potem rozciąganiem.

Korzystne jest, że arkusz poddaje się kalandrowaniu pomiędzy gładkimi rolkami po ostatnim etapie rozciągania poprzecznego.

Urządzenie do dwuosiowego rozciągania ciągłej folii według wynalazku zawierające w kolejności pierwszy zestaw wzajemnie się zazębiających rowkowanych rolek, które oddziałują ściskające z pierwszymi środkiem napędowym dla napędzania pierwszego zestawu wzajemnie zazębionych rowkowanych rolek, które wytwarzają pofalowania w warstwie przechodzącej pomiędzy nimi, podłużne (kierunek obróbki) stanowisko rozciągania i drugi zestaw wzajemnie zazębionych rowkowanych rolek ze środkami do napędzania drugiego zestawu wzajemnie zazębionych rowkowanych rolek, charakteryzuje się tym, że zawiera zespół zgrywający do zgrywania pofalowań w warstwie przechodzącej ze stanowiska podłużnego rozciągania z rowkami drugiego zestawu rowkowanych rolek.

Korzystne jest, że rowki obydwu zestawów rowkowanych rolek mają to samo rozstawienie, a środki zgrywające obejmują utrzymywanie wystarczająco małej odległości (w kierunku obróbki) pomiędzy każdym zestawem rolek pomiędzy pierwszym i drugim· zestawem rowkowanych rolek tak, że pofalowania w arkuszu utrzymują ten sam odstęp pomiędzy pierwszym i drugim zestawem rowkowanych rolek i, że rowki pierwszego i drugiego zestawu rowkowanych rolek mają odmienne rozstawienia, pofalowania arkusza wychodzącego z pierwszego zestawu· rowkowanych rolek mają odmienne rozstawienie względem pofalowań arkusza wchodzącego do drugiego zestawu rowkowanych rolek, a rozstawienie rowków jest tego rodzaju, że uzyskuje się współpracę oraz, że zespół zgrywający obejmuje przynajmniej jedna rolkę zgrywającą pomiędzy pierwszym i drugim zestawem rowkowanych rolek, przy czym ta rolka zgrywająca posiada bieżnie prowadzące na swojej powierzchni dla zgrywania z pofalowaniami na arkuszu.

Korzystnujust także, że za drugim zestawem rowkowanych rolek znajduje się przynajmniej jedno następne stanowisko rozciągania poprzecznego i/lub podłużnego.

Korzystne jest, że urządzenie zawiera stanowisko obróbki cieplnej, ze stanowiskiem podłużnego lub poprzecznego rozciągania.

Korzystne jest także, że stanowisko do obróbki cieplnej zawiera gładką ogrzaną rolkę i środek do przykładania kontrolowanego naprężenia na warstwę, gdy kontaktuje się ona z ogrzaną

172 357 rolką, a bezpośrednio przed stanowiskiem obróbki cieplnej znajdują się rowkowane rolki falujące dla nadania folii kontrolowanego pofalowania poprzez dotykanie folii jedynie szczytami rowkowanego wzoru rolek.

Korzystne jest ponadto, ze urządzenie zawiera zespół chłodzący warstwę, gdy przechodzi ona przez rowkowane rolki falujące, przy czym wspomniany zespół chłodzący zawiera elementy do doprowadzania przepływu czynnika płynnego do uchwytu rolek falujących po jednej lub obydwu stronach warstwy.

Korzystne jest, że rowki pierwszego zestawu rolek są przystosowane do ściskania obrzeży arkusza, które są szersze niż obrzeża arkusza ściskanego przez drugi zestaw rowkowanych rolek i, że rowki jednego z zestawów lub obydwu pierwszego i drugiego zestawu rowkowanych rolek mają podstawę, nachylone ściany boczne i szczyt, przy czym ściany boczne przeciwległych rolek są zasadniczo równoległe poprzez części ich wysokości i w których warstwa przechodząca pomiędzy rolkami jest ściskana pomiędzy równoległymi ścianami bocznymi rowków przeciwległych rolek.

Korzystne jest, że urządzenie zawiera elementy do wyposażania laminatu krzyżowego w przynajmniej dwie warstwy folii o ukierunkowanym wytopie, zawierające zespół do wytłaczania i nadmuchiwania dla otrzymywania jednoosiowo lub nierównoważnie dwuosiowo ukierunkowanej wytopowo warstwy rurowej, zespół do cięcia rurowej warstwy spiralnie dla utworzenia płaskiej folii, do umieszczenia przynajmniej dwu warstw płaskiej folii tak, że główne kierunki zorientowania warstw krzyżują się wzajemnie oraz dla laminowania warstw razem pod prąd pierwszego zestawu rowkowanej rolki.

Korzystne jest, że urządzenie zawiera zespół do umieszczania i laminowania przynajmniej czterech płaskich folii razem i w którym z prądem drugiego zestawu rowkowanych rolek przy dowolnym następującym potem stanowisku rozciągania i obróbki cieplnej, znajduje się stanowisko oddzielania dla rozdzielania (przynajmniej) czterech warstw laminatu na przynajmniej dwa laminaty krzyżowe poprzez rozdzieranie.

Korzystne jest także, że urządzenie zawiera zespół do doprowadzania przepływu czynnika chłodzącego przez uchwyt rolek co najmniej jednej stronic folii.

Jak już wspomniano, rozciąganie według wynalazku wytwarza regularność, która jest niezwykle wysoka w porównaniu ze znanymi procesami rozciągania z zastosowaniem rowkowanych rolek, nawet jeżeli zostanie dobrana niska temperatura rozciągania potrzebna do niektórych zastosowań. Jeżeli proces rozciągania według tego drugiego aspektu łącznie z następnymi etapami rozciągania, sam nie daje całkowicie równej grubości arkusza, ajeżeli jest to wymagane, to ta równość jest łatwo uzyskiwania poprzez wspomniane kalandrowanie, nawet jeżeli temperatura podczas kalandrowania jest równa lub bliska temperatury pokojowej, np. do 50°C.

Wynalazek również zawiera urządzenie do przeprowadzania sposobu do dwuosiowego rozciągania ciągłej folii.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozwiązanie produktu, w którym żebra w kształcie U wystają tylko z jednej powierzchni, fig. 2 - rozwiązanie, w którym wystają one z obydwu powierzchni, fig. 3 - bardziej szczegółowo żebro i sąsiedni materiał, fig. 4 - nieregularne żebro, również mieszczące się w zakresie wynalazku i fig. 5 - zalecaną linię procesową dla wytwarzania struktury żebro-U do laminatu krzyżowego i do dwuosiowego rozciągania ciągłej folii jako schemat technologiczny, fig. 6A i 6B - schematyczne urządzenie do przeprowadzania procesu według fig. 5, fig. 7 i 8 przekroje przez pary rowkowanych rolek przy ich powierzchniach w uchwycie, fig. 9 - schematyczny obraz linii odpowiedniej do przeprowadzania procesu według drugiego aspektu wynalazku, fig. 10 - przekrój przez jedną z rolek z fig. 9 przy jej powierzchni a fig. 11 - przekrój przez drugą z rolek z fig. 9 przy jej powierzchni.

Figury 1 i 2 pokazują grubsze żebra, które mają przekrój podobny do spłaszczonego U, i zagięcia w przeciwnym kierunku przy lub blisko granic żeber. Przekrój laminatu krzyżowego pokazanego na fig. 1 powstaje zwykle wtedy, gdy np. cztery warstwy są wzięte razem w procesie bocznego kalandrowania (tj. przez pracujące ściskające rowkowane rolki) i są oddzielane na dwa laminaty krzyżowe przy końcu linii procesowej i jest stosowany tylko jeden etap bocznego

172 357 kalandrowania. W bardziej skutecznej procedurze, w której są stosowane dwa wzajemnie zgrane etapy bocznego kalandrowania z podłużnym rozciąganiem pomiędzy nimi, będzie formowany przekroi według fig. 2. Przekrój ten będzie również normalnie rezultatem zastosowania jednego ielnie i oD* arrCiDrsltt m <z»D i j ιϊίλ.ιν'^νΊνν/ι vr IVIV 'LcmricłrTri DoinnγΙττχλλmm W Clili

OCLIJ 1VUC1 nnctci-rininrOiTA pUU/JU 1VZdzielenia.

Na figurze 3 przedstawiono ilustrację definicji kąta (v), który stanowi kąt pomiędzy dwiema stycznymi płaszczyznami na wklęsłej stronie żebra w pobliżu jego dwóch granic w miejscach, w których kąt jest maksymalny. Wartość v wynosi przynajmniej 10°, wzięta jako średnia dla rozmaitych żeber poprzez laminat krzyżowy.

Przykład 1.

Celem tego przykładu jest zademonstrowanie sposobu dwuosiowego rozciągania ciągłej folii według wynalazku, w którym arkusz w dwóch operacjach jest rozciągany poprzecznie i formowany pomiędzy pracującymi ściskająco rowkowanymi rolkami w układzie zgranym z podłużnym rozciąganiem pomiędzy tymi dwiema operacjami rozciągania ściskającego i formowania.

Następnym celem przykładu jest zademonstrowanie szczególnie skutecznej procedury prowadzącej uu uzyskania konfiguracji przekroju pokazanej na fig. 2, tj. konfiguracji, w której wypukła strona żeber, w układzie naprzemiennym, znajduje się po jednej i po drugiej stronie laminatu krzyżowego.

Sposób prowadzi się według schematu technologicznego z fig. 5 z tym wyjątkiem, że jest zastosowana druga podłużna operacja rozciągania pomiędzy operacjami 6 i 7.

Kompozycja współwytłaczanej warstwy, warunków wytłaczania, warunków spiralnego cięcia i układu czterech spiralnie ciętych warstw do laminowania, jest taka, że rozmiar każdej ze współwytłaczanych warstw w jednej próbie wynosi 65 gm’ a w następnej próbie 130 gm’^-. Tak więc warstwa przełożona zastosowana w procesie składa się z czterech warstw, każda mająca kąt 30° pomiędzy kierunkiem warstwy podłużnej (kierunek obróbki) a kierunkiem zorientowania wytopu, i z kierunkami zorientowania wytopu tak rozmieszczonymi, że obydwa dwuwarstwowe laminaty wychodzące przy końcu linii stanowią laminaty krzyżowe.

Połączone rozciąganie, laminowanie i formowanie żeber-U jest prowadzone według przebiegu pokazanego na fig. 6az tym wyjątkiem, że urządzenie pokazane jako prostokąt obecnie stanowi układ rolek pokazany schematycznie na fig. 9.

Ogólny opis przebiegu rozciągania i procesu:

Pierwsza operacja ściskającego rozciągania poprzecznego i formowania następuje pomiędzy z jednej strony rowkowaną rolką 37, a z drugiej strony dwoma wzajemnie przestawnymi szeregami krótkich rowkowanych rolek 38 i 39, pomiędzy którymi znajduje się warstwa przełożona. Podobna druga operacja ściskająca zachodzi pomiędzy rowkowaną rolką 40 a dwoma szeregami krótkich rolek 41 i 42. Każdy z tych zestawów urządzenia do ściskającego rozciągania i formowania składa się z (patrz fig. 6b) rolki 9 przestawnych szeregów krótkich rolek 10 i 11 i przyłączonego wyposażenia 12, 13, 14 i 15, zaś wzór powierzchniowy na rowkowanych rolkach odpowiada pokazanemu na fig. 7. Wymiary rolek i wzoru powierzchniowego są wspomniane poniżej.

Dla wytrzymania wysokich sił ściskania, każda z rowkowanych rolek jest wykonana ze stali utwardzonej. Wzór powierzchniowy jest nadany poprzez skrawanie z dokładnością +/- 5 um.

Czterowarstwowa przełożona warstwa przychodzi z rolki (niepokazanej) na której zostaje ogrzana do 60°C. Jest ona pobrana przez gładkie rolki wpustowe 43/44 zanim napotyka rowkowane rolki 37,38,39 dla pierwszego rozciągania poprzecznego i formowania. Z rolki 37 warstwa przechodzi do pierwszego urządzenia do rozciągania podłużnego, zbudowanego z rolek 45,46, 47 i 48 i następnie napotyka rolki 40, 41 i 42 dla drugiego poprzecznego rozciągania i formowania. W celu zgrania tych dwóch etapów formowania, powierzchnie rolek 45, 46 i 47 posiadają bieżnie prowadzące jak pokazano na fig. 10 i 11. To prowadzenie będzie opisane dokładniej poniżej. Główne rozciąganie podłużne w tej części urządzenia następuje pomiędzy rolkami 45, 46.

Rozciągnięta warstwa przełożona przechodzi następnie do urządzenia do drugiego rozciągania podłużnego, składającego się z gładkich rolek 49 do 55 i przechodzi dalej jak pokazano

172 357 na schemacie technologicznym fig. 5 lub inaczej mówiąc poprzez operacje oznaczone 7 do 12 na fig. 5. Jak z tego wynika, krzyżowy laminat z czterech warstw zostaje rozdzielony na dwa Hwimsinwe rozciągnięte dwuwarstwowe laminaty/ nr7v knńen eałei linii nrocesowei.

Wszystkie rolki posiadają napędy, z wyjątkiem rolek w przestawnych szeregach 38/39 i 41/42 i z wyjątkiem rolek 44, 48 i 45 (które są napędzane jedynie poprzez przeciwrolki poprzez warstwę przełożoną). Rolki 44, 48 i 55 stanowią rolki powleczone gumą stosowane dla utworzenia wpustu, podczas gdy wszystkie inne rolki stanowią rolki stalowe i mają wewnętrzne krawędzie wody albo dla utrzymania temperatury warstwy, albo też dla chłodzenia (patrz poniżej).

Temperatura:

Jak wspomniano, przełożona warstwa podawana pomiędzy rolkami wpustowymi 43 i 44 pozostała już ogrzana do 60°C w urządzeniu niepokazanym. Rolka 43 jest również ogrzana do tej samej temperatury. Pracujące ściskająco rowkowane rolki 37,38 i 39 powinny być utrzymywane w trochę niższej temperaturze niż warstwa przełożona. Jeżeli omyłkowo miałyby one nadaną wyższą temperaturę, wówczas występowałoby niebezpieczeństwo przewężenia występującego w środku żeber jak pokazano na fig. 4 lub głębszego niż pokazano. Z tego względu rolka 43 i łożyska oraz obudowa, w których znajdują się krótkie rolki 38 i 39, są utrzymywane w temperaturze 50°C i na rolki 38 i 39 jest stale nadmuchiwane powietrze otoczenia. Temperatura otoczenia wynosi około 20°C. Po drugim rozciąganiu poprzecznym i formowaniu, laminat zostaje ochłodzony do około 20°, zanim nastąpi jakiekolwiek istotne dalsze rozciąganie i laminat jest utrzymywany blisko tej temperatury we wszystkich etapach przed obróbką cieplną. Z tego względu rolki 49 do 54 na fig. 9 i 2122,24,25,29 i 30 są kontrolowane przy temperaturze 20°C.

Główne rozciąganie podłużne podczas drugiej operacji następuje pomiędzy rolkami 52 i 53, przez co laminat może być wystarczająco ochłodzony poprzez przejście nad rolkami 49 do 52. Temperatura rolek do obróbki cieplnej 29 i 30, (patrz fig. 6a) jest utrzymywana przy 80°C.

Prędkości rolek, stosunki rozciągania.

Jeżeli w tekście poniżej będą wspomniane prędkości rolek, to prędkość ta dotyczy prędkości obwodowych. Prędkość przy końcu całkowitej linii rozciągania, tj. po rozdzieleniu na dwuwarstwowe laminaty krzyżowe, jest ustawiona na 60 n/min (1 ms'¹).

Dla uniknięcia zmarszczeń, roika 37 biegnie 5% szyciej niż rolka 48, a dla zabezpieczenia dokładnego przenoszenia na rolkę 45, porusza się ona 5% szybciej niż rolka 37. Stosunek prędkości pomiędzy rolkami 45,46, który ustala główne rozciąganie podłużne pomiędzy dwiema operacjami formowania, jest zmienny. Regulacja tego stosunku będzie opisana poniżej. Rolka 47 porusza się z tą samą prędkością, co rolka 46.

Dla wytworzenia optymalnych własności wytrzymałościowych podłużnie rozciągnięty laminat jest korzystnie rozluźniony, przynajmniej częściowo, pomiędzy rolkami 47 i 40. Z tego względu stosunek pomiędzy prędkościami tych rolek jest również zmienny. Jest on wyregulowany do wartości, która nadaje w przybliżeniu minimalne naprężenie na laminat bez powstawania jakichkolwiek zmarszczeń.

Gładkie podłużne rolki rozciągające 49, 50, 51 i 52 poruszają się wzajemnie z tą samą prędkością, która jest 5% szybsza niż prędkość rolki 40. Stosunek pomiędzy rolką 52 i 53 jest ponownie zmienny (odnośnie nastawy; patrz poniżej). Rolki 54 i 55 poruszają się z tą samą prędkością, co rolka 53. Ustawienie naprężeń podczas pozostałej części linii rozciągania (patrz fig. 6a) odpowiada opisanemu w przykładzie sposobu wytwarzania laminatu krzyżowego.

Zamierzony stosunek podłużnego rozciągania w wyrobie finalnym wynosi 1,35:1. Jest on uzyskany metodą prób i błędów, przy czym zmieniają się stosunki prędkości pomiędzy rolkami 45/46 i 52/53, przy jednoczesnym utrzymywaniu tych dwu stosunków równych.

Konwencjonalne zazębiające się rolki A i B dla rozciągania poprzecznego warstwy 4 są pokazane na fig. 8 i mają okrągłe wręby utworzone z podstawy 3a, 3b, ściany boczne 2a i 2b, i szczyty 1a i 1b. Szczyty na jednej rolce mają rozstawienie około 4 mm.

Wzajemne zazębienie pierwszego zestawu rowkowanych rolek 21,22 zastosowanego po pełnym rozciąganiu podłużnym jest ustawione dla nadania końcowego stosunku rozciągania poprzecznego 1,35:1, to jest takiego samego jak stosunek rozciągania podłużnego. Finalny

172 357 stosunek rozciągania powierzchniowego jest zatem 1,35 x 1,35 = 1,82 : 1. Odpowiada to finalnemu rozmiarowi po rozdzieleniu na dwie dwu-błonowe warstwy, w jednej próbie 65 x 2 : 182 = 71 gm- i w drugiej próbie 1,30 x 2 : 1.82 = 143 gm'², co również jest ustalone bezpośrednio. Podobnie jak w przykładzie 1, wzajemnie zazębianie pomiędzy ostatnią parą rowkowanych rolek 24, 25 jest wyregulowane bardzo dokładnie tak, aby stale jeszcze występowały niekiedy drobne fałdy w materiale, gdy opuszcza on ostatnią rolkę obróbki cieplnej, ale po oddziaływaniu normującym bananowej rolki 31 nie występowały już żadne pofalowania. Wzór powierzchni rolek, odległość pomiędzy rolkami, średnice rolek, naciski rolek.

Jak wspomniano powyżej, powierzchnie rolek 37, 38, 39, 40, 41 i 42 są utworzone jak pokazano w przykładzie na fig. 7. Każda rolka zawiera podstawę 6a lub 6b, nachylone zewnętrzne ściany boczne 5a lub 5b i szczyt 7a lub 7b. Ściany boczne 5a i 5b przeciwległych rolek są równoległe na części ich grubości. Każda podstawa 6a i 6b ma taką wielkość, że warstwa nie ulega ściskaniu pomiędzy szczytem a podstawą, nawet jeżeli ulega ściskaniu pomiędzy ścianami bocznymi 5a i 5b. Jest to uzyskane przez takie ukształtowanie każdej podstawy aby uzyskać małą przestrzeń 8 pomiędzy warstwą a podstawą. Bardziej szczegółowo, kąt pomiędzy równolegiymi częściami powierzchni rolek wynosi 55 a rozstawienie mierzone oa środka do środka każdego szczytu wynosi 1,60 mm, tj. 0,2 mm większe niż stosowane w przykładzie sposobu wytwarzania laminatu krzyżowego. Przyczyna tego jest taka, że urządzenie musi być przystosowane do rozciągania cięższej warstwy mianowicie w drugich próbach 4 x 135 gm‘2, co jest równoważne grubości około 600 mikronów.

Promienie krzywizny na szczytach wynoszą: na rolkach 37, 38, 39, 0,20 mm i na rolkach 40, 41, 42 0,30 mm. W panujących okolicznościach stwierdzono, że 0,2 mm jest bliskie najmniejszej wartości, która może być zastosowana bez wytwarzania przewężenia jak pokazano na fig. 4 i prowadzi do bardzo skutecznego pofalowania przekroju materiału, czego rezultatem jest, że laminat łatwo wpada na tor następnych rolek.

Przyczyną dla której promień krzywizny na szczytach rolek 40, 41 i 42 jest większy niż ten stosunek mianowicie 0,30 mm, polega na tym, że ściśnięte pasmowo uformowane części w drugim etapie formowania stają się następnie węższe niż ściśnięte pasmowo uformowane części w pierwszym etapie formowania, co ma ten skutek, że staje się bardziej wyraźne zgrubienie żeber. Jeżeli linia rozciągania była przeznaczona tylko do wytwarzania laminatów krzyżowych bez żeber - U to bardziej korzystne będzie zastosowanie promienia krzywizny wynoszącej 0,20 mm na szczytach rolek 40,4142.

Rolki 45, 46 i 47, pełniące funkcję przenoszenia i podłużnego rozciągania laminatu bez nadawania konfiguracji falistej mają znacznie bardziej płytkie rowki (bieżnie) z tym samym rozstawieniem, jak rozstawienia na rowkowanych rolkach do ściskającego formowania i rozciągania. Na rolce 45 kąt pomiędzy osią rolki a powierzchniami wrębów wynosi 45°, poprzez który są one w przybliżeniu dopasowane do konfiguracji falistej warstwy krzyżowej (patrz fig. 10) podczas gdy odpowiadający kąt na rolkach 46 i 47 wynosi tylko 30° (patrz fig. 11) w celu umożliwienia poprzecznego skurczenia laminatu do czego wykazuje on naturalną tendencję podczas rozciągania podłużnego.

Stwierdzenie powyższe, że rowki (bieżnie) na podłużnych rolkach rozciągających mają to samo rozstawienie, co rowkowane rolki do ściskającego rozciągania i formowania ma być rozumiane na bazie uśredniającej, jak następuje: długie rowkowane rolki są utworzone z segmentów (w tym przypadku każdy segment ma długość 80 mm) skręconych ze sobą na wspólnym rdzeniu, i każdy segment zakończony jest na każdym końcu półrowkiem, który jest szerszy o 0,05 mm niż połowa szerokości innych rowków. Ten nadmiar 0,05 mm przy każdym końcu każdego segmentu jest brany pod uwagę w obliczeniu średniego rozstawienia, tak że błędy nie dodają się poprzez rolki.

Falisty laminat wykazuje silną tendencję do rozszerzania się bocznie przed rozciąganiem podłużnym, podczas gdy rozciąganie podłużne stwarza tendencję do kurczenia bocznego. W warunkach rozciągania dobranych w tym przykładzie, przeważa tendencja do rozszerzania, w innych warunkach może być przeciwnie. Jednakże bieżnie na rolkach pozwalają na uniknięcie jakiegokolwiek rozszerzenia lub skurczenia. Dla zrealizowania tego efektu odległość pomiędzy

172 357 rolkami 37/45, 45/46, 46/47 i 47/40 jest tylko kilka mm i jest regulowana. Rolki te są bardzo precyzyjnie ustawione dla utrzymania falistego laminatu właściwie na torze. Z tego względu, ramy rolek są wykonane wystarczająco sztywne, i jest dobrana stosunkowo duża średnica (300 mm) wszystkich rolek, ponieważ inaczej zginanie mogłoby zniekształcić ustawienie. Inne napędzane rolki mają tę samą średnicę (300 mm) lecz w tym przypadku ze względu na konieczność posiadania wystarczających powierzchni ogrzewająco/chłodzących.

Odległość pomiędzy rolkami 43/37 i pomiędzy każdą parą sąsiednich rolek w szeregu 40 - 54 ma znacznie mniej krytyczne i jest dobrana na około 20 - 50 mm każda. Łożyska i obramowania są tak rozmieszczone, że rolki mogą być rozstawione podczas przechodzenia po linii.

Krótkie rowkowane rolki w szeregach 38/39 i 41/42 mają średnicę 150 mm. Nacisk pomiędzy tymi rolkami i odpowiadającymi im długimi rolkami 37 i 40 odpowiednio jest ustawiony na największą wartość, która może być przykładana bez powodowania powstawania otworów w warstwie krzyżowej. Przy podawaniu warstwy przełożonej 4 x 65 = 230 gm’² jest dobrany docisk rolki wynoszący 200 kg na centymetr długości rolki, a przy podawaniu 4 x 130 = 520 gm'² warstwy przełożonej, docisk rolki wynosi 300 kg na centymetr długości rolki.

Rezultaty.

Przetestowano próbki z laminatu krzyżowego 71 gm'2 Próbki z laminatu 143 gm'² są testowane poprzez badanie mikroskopowe. Obydwa zestawy próbek wykazują wypukłą stronę żeber w układzie naprzemiennym, po jednej i po drugiej stronie laminatu jak pokazano na fig. 2. Rozmiar pomiędzy żebrami jest wyraźnie bardziej równy niż obserwowany na laminacie otrzymywanego według sposobu wytwarzania laminatu. Kąt v (odniesienie do fig. 3) wynosi zwykle około 40° po jednej stronie i 30° po drugiej stronie, a grubość w środku żeber stanowi około 1,8-krotność średniej grubości materiału pomiędzy żebrami.

Zdolność do samopodtrzymywania według testu dla laminatu krzyżowego o rozmiarze 71 gm‘² odpowiada zdolności dla laminatu LDPE o rozmiarze 160 gmk

Sposób zastosowany w sposobie dwuosiowego rozciągania posiada następujące korzyści:

- powoduje on wytwarzanie wypukłej strony żeber naprzemiennie po jednej i po drugiej stronie (fig. 2) nawet jeżeli materiał jest rozdzielony w środku przy końcu procesu,

- pozwala wytwarzać strukturę żebro-U przy większych prędkościach liniowych,

- jest stosowany nawet przy materiale grubszym,

- materiał pomiędzy żebrami staje się bardziej wyrównany.

Przykład 2.

Celem tego przykładu jest wykazanie, w jako sposób można zmodyfikować procedurę według Przykładu 1 dla wytworzenia laminatu krzyżowego bez żeber-U, gdy jest to pożądane, i w związku z tym demonstruje on korzyści z przeprowadzania dwóch ściskających operacji rozciągania poprzecznego w sposób zgrany.

Procedura według Przykładu 1 jest powtarzana dokładnie w ten sam sposób z następującymi wyjątkami: stosunek podłużnego rozciągania i poprzecznego rozciągania, zmierzony przy końcu procesu wynosi za każdym razem 1,40:1. Tak więc stosunek rozciągania powierzchniowego wynosi 1,40 x 140 = 1,95:1; temperatura obróbki cieplnej wynosi 100° (rolki 26 i 27).

Wzajemne zazębienie pomiędzy ostatnim zestawem rowkowanych rolek jest ustawione poprzez metodę prób i błędów do wartości trochę mniejszej niż tej, która odbudowywuje kształt litery U. (Jeżeli jest ona znacznie mniejsza, wówczas grubość staje się bardziej nieregularna).

Proces ten prowadzony zarówno dla folii z czterema warstwami krzyżowymi każda po 65 gm2 i każda po 130 gm².

Dla porównania, przeprowadzono podobne próby bez zgrania i w tym celu linia jest uruchamiana w dwóch etapach. Po wstępnym ogrzaniu 4-warstw, obydwa etapy rozpoczynają się pomiędzy rolkami 47 i 48. Pierwsza operacja kończy się na rolce 55, za którą 4-warstwowa folia jest nawinięta na szpulę dla ponownego użycia w drugim etapie.

W tej operacji czterowarstwowa folia przechodzi przez całą ścieżkę od 47/48, łącznie z obróbką cieplną, chłodzeniem i rozdzieleniem.

Przed pierwszą operacją, czterowarstwowa folia jest ogrzewana do 60° a rolki 47/48 są ogrzewane do tej samej temperatury, podczas gdy wszystkie następne rolki są utrzymywane w

172 357 temperaturze 50°C. Przed drugim etapem, czterowarstwowa folia jest ogrzewana do 50° a rolki do ściskającego rozciągania poprzecznego są utrzymywane w tej temperaturze podczas gdy rolki do rozciągania podłużnego są utrzymywane przy 20°C.

Następne procesy są przeprowadzane w tych samych warunkach jak wyjaśniono powyżej w związku z procedurą zgrywania”.

W obydwu etapach rolki 47/48 są stosowane do nadawania czterowarstwowej folii 5% odkształcenia przed rozciąganiem ściskającym. Całkowite stosunki odkształcenia są takie same jak w procesie zgrywania.

Rezultaty.

Przekroje wszystkich produktów finalnych zostały zbadane za pomocą mikroskopu. Tu z nich, które były rozciągnięte w sposób zgrany wykazują obecność grubszych żeber przy równym rozstawieniu, ale pomiędzy żebrami grubość jest bardzo wyrównana. Umiarkowane kalandrowanie na zimno w łatwy sposób eliminuje żebra, zaś grubość staje się wówczas równa na całości.

Te próbki, które nie były rozciągane w zgrany sposób wykazują przerwy o szerokości 10 - 20 mm, które wyglądają piawie jak, jak wspomniana powyżej struktura regularna (ze względu na tendencję pofalowanej folii na wpadania na tor) ale pomiędzy każdą z tych przerw występują przerwy o szerokości około 5-10 mm, w których struktura jest nieregularna z miejscami przekroju często mającymi mniej niż połowę średniej grubości.

Przy dostępnym urządzeniu do kalandrowania na zimno, nie było możliwe wyeliminowanie cienkich linii takich laminatów krzyżowych.

Przykład 3.

Zgrana część Przykładu 2 została powtórzona z tą różnicą, że wyjściowe folie są wykonane na bazie polipropylenu. Kompozycja środkowej warstwy współwytłaczanych folii (75% całkowitej folii) wynosi: 80% homopoliprouylunu o indeksie przepływu wytopu 0,3 (ASTM Nr D-1238 warunek L) + 20% LLdPe (to samo ASTM, ale warunek E).

Warstwy powierzchniowe, stanowiące 10% i 15% całkowitej folii są takie same jak w przykładzie 1.

Rozmiary folii: odpowiednio 65 i 130 gm‘² dla dwóch prób odpowiadających przykładowi 1.

Procedura według tych przykładów jest dokładnie naśladowana.

Rezultaty.

Profil przekroju poprzecznego: kształty żeber-U blisko odpowiadają odpowiednim próbkom według przykładu 1.

Zdolność do samopodtrzymywania, wyrażona jako grubość folii LLDPE, równoważnej pod tym względem jest około 20% wyższa niż wykazywana przez laminaty krzyżowe według przykładu 1.

172 357

172 357

Fig. 5

172 357

172 357

Fig. 6B

172 357

Fig. 7

172 357

172 357

Fig. 10

Fig. 11

172 357

Fig. 7

Γ · ΖΛ ng.z

Fig. 3

Fig. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób dwuosiowego rozciągania ciągłej folii, w którym ciągły polimerowy materiał arkuszowy rozciąga się dwuosiowo przez proces zawierający poniższe operacje, łączy się w poprzeczne rozciąganie na szerokość i poprzeczne ściskanie poprzez oddziaływanie pracujących ściskowo rowkowanych rolek dla wytworzenia pofalowań w materiale arkuszowym; przeprowadza się podłużne rozciąganie pomiędzy rolkami oraz przeprowadza się drugie formowanie i poprzeczne rozciąganie pomiędzy rowkowanymi rolkami, znamienny tym, że utrzymuje się przynajmniej częściowo pofalowania podczas wspomnianego podłużnego rozciągania i że drugie formowanie przystosowuje się do współpracy z pofalowaniami wytwarzanymi poprzez pierwszą operację formowania regulując rozstawienia pomiędzy pofalowaniami na arkuszu wchodzącym do rowkowanej rolki i rozstawienia pomiędzy rowkami rolek dla dopasowania ich do siebie, albo stosuje się dla pierwszej i drugiej operacji formowania rowkowane rolki o tym samym rozstawieniu przy utrzymywaniu odległości pomiędzy każdym zestawem rolek, przez który przechodzi arkusz pomiędzy pierwszą i drugą operacją formowania wystarczająco niskiej, aby popychać arkusz utrzymując stałe odstępy pomiędzy pofalowaniami arkusza.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drugie formowanie i rozciąganie pomiędzy rowkowanymi rolkami również przeprowadza się ściskowo poprzez połączone poprzeczne rozciąganie na szerokość i poprzeczne ściskanie.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przy stosowaniu dla pierwszej i drugiej operacji formowania rowkowanych rolek, siły oddziałujące do utrzymania stałego odstępu pomiędzy pofalowaniami zwiększa się przez wyposażenie rolek, przez które przechodzi arkusz po opuszczeniu rowkowanych rolek pierwszej operacji formowania i przed napotkaniem rowkowanych rolek drugiej operacji formowania, w prowadzące bieżnie o tym rozstawieniu, co rozstawienie na rowkowanych rolkach dla pierwszego i drugiego procesu formowania.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym,-że rowki na rolkach dla pierwszej i drugiej operacji formowania przystosowuje się do ściskania arkusza jedynie w obrębie obrzeży, przez co części arkusza otrzymujące szczyty pofalowań nie ściska się, tak że ściskane obrzeża pierwszej operacji formowania są szersze niż ściskane obrzeża drugiej operacji formowania.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że następne podłużne i/lub poprzeczne rozciąganie jest przeprowadzane po drugiej operacji formowania.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że arkusz ogrzewa się przed pierwszą operacją formowania, utrzymuje się przy temperaturze niezmienionej przed i podczas drugiej operacji formowania, i chłodzi się przed następującym potem rozciąganiem.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 6, znamienny tym, że arkusz poddaje się kalandrowaniu pomiędzy gładkimi rolkami po ostatnim etapie rozciągania poprzecznego.
8. 8. Urządzenie do dwuosiowego rozciągania ciągłej folii, zawierające w kolejności pierwszy zestaw wzajemnie się zazębiających rowkowanych rolek, które oddziałują ściskająco z pierwszym środkiem napędowym dla napędzania pierwszego zestawu wzajemnie zazębionych rowkowanych rolek, które wytwarzają pofalowania w warstwie przechodzącej pomiędzy nimi, podłużne (kierunek obróbki) stanowisko rozciągania i drugi zestaw wzajemnie zazębionych rowkowanych rolek ze środkami do napędzania drugiego zestawu wzajemnie rowkowanych rolek, znamienne tym, że zawiera zespół zgrywający (45, 46, 47) do zgrywania pofalowań w warstwie przechodzącej ze stanowiska podłużnego rozciągania z rowkami drugiego zestawu rowkowanych rolek (40, 41, 42).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że rowki obydwu zestawów rowkowanych rolek (45, 46, 47 i 40, 41, 42) mają to samo rozstawienie, a środki zgrywające obejmują utrzymywanie wystarczająco małej odległości (w kierunku obróbki) pomiędzy każdym zestawem rolek pomiędzy pierwszym (45,46,47) i drugim (40,41,42) zestawem rowkowanych rolek

   172 357 tak, że pofalowania w arkuszu utrzymują ten sam odstęp pomiędzy pierwszym i drugim zestawem rowkowanych, rolek.
10. 10 Ur7ad7p,nip, wPiUiisr zastrz 8 7namipnnp (vm 7P mu/ti niprws7Pgn i drugiego zestawu rowkowanych rolek mają odmienne rozstawienia, pofalowania arkusza wychodzącego z pierwszego zestawu rowkowanych rolek (45, 46, 47) mają odmienne rozstawienie względem pofalowań arkusza wchodzącego do drugiego zestawu rowkowanych rolek (40, 41, 42), a rozstawienie rowków jest tego rodzaju, że uzyskuje się współpracę.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, albo 9, albo 10, znamienne tym, że środki zgrywające obejmują przynajmniej jedną rolkę zgrywającą (45, 46, 47) pomiędzy pierwszy i drugim zestawem rowkowanych rolek, przy czym ta rolka zgrywająca posiada bieżnie prowadzące na swojej powierzchni dla zgrywania z pofalowaniami na arkuszu.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym. że za drugim zestawem rowkowanych rolek znajduje się przynajmniej jedno następne stanowisko rozciągania poprzecznego (21, 22, 24, 25) i/lub podłużnego (49 - 55).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zawiera stanowisko obróbki cieplnej (26, 27) ze stanowiskiem podłużnego lub poprzecznego rozciągania (24, 25).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że stanowisko do obróbki cieplnej zawiera gładką ogrzaną rolkę (26,27) i środek do przykładania kontrolowanego naprężenia (36) na warstwę, gdy kontaktuje się ona z ogrzaną rolką, a bezpośrednio przed stanowiskiem obróbki cieplnej znajdują się rowkowane rolki falujące (24, 25) dla nadania folii kontrolowanego pofalowania poprzez dotykanie folii jedynie szczytami rowkowanego wzoru rolek.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zawiera zespół chłodzący warstwę, gdy przechodzi ona przez rowkowane rolki falujące (24, 25), przy czym wspomniany zespół chłodzący zawiera elementy do doprowadzania przepływu czynnika płynnego do uchwytu rolek falujących po jednej lub obydwu stronach warstwy.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 8, albo 9, albo 10, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, znamienne tym, że rowki pierwszego zestawu rolek (45, 46,47) są przystosowane do ściskania obrzeży arkusza, które są szersze niż obrzeża arkusza ściskanego przez drugi zestaw rowkowanych rolek (40, 41, 42).
17. 17. Urządzenie według zastrz. 8, albo 9, albo 10, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, znamienne tym, że rowki jednego z zestawów lub obydwu pierwszego i drugiego zestawu rowkowanych rolek mają podstawę (6), nachylone ściany boczne (5) i szczyt (7), przy czym ściany boczne przeciwległych rolek (5a, 5b) są zasadniczo równoległe poprzez części ich wysokości i w których warstwa przechodząca pomiędzy rolkami jest ściskana pomiędzy równoległymi ścianami bocznymi (5a, 5b) rowków przeciwległych rolek.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 8, albo 9, albo 10, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, znamienne tym, że zawiera elementy do wyposażania laminatu krzyżowego w przynajmniej dwie warstwy folii o ukierunkowanym wytopie, zawierające zespół rolek (37, 38, 39) do wytłaczania i nadmuchiwania dla otrzymywaniajednoosiowo lub nierównoważnie dwuosiowo ukierunkowanej wytopowo warstwy rurowej, zespół rolek (49, 50, 51, 52, 53, 54, 55) do cięcia rurowej warstwy spiralnie dla utworzenia płaskiej folii, do umieszczenia przynajmniej dwu warstw płaskiej folii tak, że główne kierunki zorientowania warstw krzyżują się wzajemnie oraz dla laminowania warstw razem pod prąd pierwszego zestawu rowkowanych rolek (45, 46, 47).
19. 19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że zawiera zespół do umieszczania i laminowania przynajmniej czterech płaskich folii razem i w którym z prądem drugiego zestawu rowkowanych rolek (37, 38, 39) przy dowolnym następującym potem stanowisku (43, 44) rozciągania i obróbki cieplnej, znajduje się stanowisko oddzielania (45, 46, 47) dla rozdzielania przynajmniej czterech warstw laminatu na przynajmniej dwa laminaty krzyżowe poprzez rozdzieranie.
20. 20. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że zawiera zespół do doprowadzania przepływu czynnika chłodzącego przez uchwyt rolek (37, 38, 39) po co najmniej jednej stronie folii.

    172 357