PL206545B1 - Sposób wytwarzania nisko orientowanych folii termoplastycznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania nisko orientowanych folii termoplastycznych. Takie folie termoplastyczne służą do wytłaczania laminatu.

Opis patentowy DE 38 42 796 (Rohm GmbH) opisuje folie z polimetakrylanu metylu (PMMA) na bazie tłoczywa PMMA o niewielkich cząstkach elastomeru oraz wysokiej zawartości elastomerów. W zgłoszeniu przedstawiono sposób z zastosowaniem walca chłodzącego, zgodnie z którym stopiona błona wyprowadzana z dyszy wytłaczającej jest odbierana i schładzana przez pojedynczy walec.

Publikacja WO 96/30435 oraz EP 763 560 (Mitsubishi Rayon) opisują z kolei sposób wytwarzania folii PMMA o grubości do 0,3 mm z wykorzystaniem określonej kompozycji PMMA: modyfikator udarności na bazie poliakrylanu butylu o określonej średnicy cząstki, polimer III - PMMA - stanowiący matrycę, jak również (zgodnie z opcjonalnym rozwiązaniem) modyfikator odporności na topnienie (polimer I).

Proces wytwarzania folii odbywa się z zastosowaniem pojedynczego walca (odlewanie stopionego materiału z zastosowaniem walca chłodzącego), w przypadku którego to procesu stopiony materiał termoplastyczny podczas schładzania i utwardzania jest stykany i schładzany z pomocą pojedynczego metalowego walca. Wyraźnie zaznaczono, że stopiony materiał termoplastyczny do wytwarzania folii o grubości w zastrzeganym zakresie nie może być kształtowany między dwoma metalowymi walcami.

Sposób ten - w zestawieniu ze sposobem wykorzystującym 2 walce - cechują słabe strony, mające istotny wpływ na jakość wytwarzanej folii. Tak zwane wtrącenia żelowe, jakie mogą powstawać w przypadku tłoczyw PMMA o modyfikowanej udarności, nie są wciskane pod powierzchnię folii w czasie formowania z zastosowaniem pojedynczego walca chłodzącego - inaczej niż w przypadku procesu wygładzania z zastosowaniem dwóch walców - w wyniku czego na powierzchni folii powstają defekty optyczne. Szczególnie niekorzystne jest to w przypadku następującego później procesu nadruku stosowanego podczas produkcji folii dekoracyjnych, gdy w miejscu wtrąceń żelowych odznaczają się wyraźnie widoczne wady powierzchni. Co więcej, powierzchnia folii nie zwrócona ku walcowi chłodzącemu, chłodzona na powietrzu, odznacza się wyraźnym zmętnieniem powierzchni, wynikającym z różnego zagęszczenia cząstek elastomeru oraz matrycy PMMA. W efekcie uzyskiwana jest budowa powierzchniowa przypominająca góry i doliny, jaka rozprasza światło, w wyniku czego dochodzi do niekorzystnego zmętnienia.

Opis patentowy DE 195 44 563 (Rohm GmbH) opisuje tłoczywa PMMA o wysokiej udarności stosowane w procesie wytwarzania folii według wynalazku.

Opis patentowy DE 40 18 530 (Rohm GmbH) opisuje sposób wytwarzania płyt pełnych oraz folii o grubości poniżej 1 mm z termoplastycznego tworzywa sztucznego o temperaturze zeszklenia > 50°C. Wygładzanie odbywa się tu poprzez prowadzenie folii na pasie zamkniętym. Uzyskane w ten sposób płyty oraz folie pozbawione są praktycznie orientacji i podwójnego załamania.

Dokument EP 659 829 (Rohm GmbH) opisuje z kolei folie zabezpieczającą przed czynnikami atmosferycznymi oraz powlekane nią kształtki. Oprócz zabezpieczenia przed czynnikami atmosferycznymi zadaniem folii jest również pochłanianie promieniowania UV. Wykonano ją z fazy stałej z PMMA oraz z fazy ciągliwej, przy czym absorber promieniowania UV znajduje się wewnątrz fazy stałej.

Dokument EP 391 193 (Bayer AG) opisuje z kolei sposób wytwarzania folii wytłaczanych, dwustronnie wygładzanych, optycznie izotropowych o grubości poniżej 0,6 mm, jakie wytwarzane są w następujący sposób:

1. na drodze wytłaczania oraz, następującego po nim, kalandrowania między lakierowanym elastycznym walcem a walcem stalowym o wysokim połysku lub

2. na drodze wytłaczania, w dwóch etapach, przy czym, w pierwszym etapie folia - z jednej strony o wysokim połysku, z drugiej matowa - wytwarzana jest poprzez wytłaczanie i następujące po nim kalandrowanie między wygładzonym elastycznym walcem a walcem stalowym o wysokim połysku, zaś w drugim etapie folia uzyskana w pierwszym etapie powlekana jest stopionym materiałem tego samego termoplastycznego tworzywa sztucznego po matowej stronie folii, po czym powleczona w ten sposób folia jest ponownie kalandrowana między walcem stalowym o wysokim połysku a szlifowanym elastycznym walcem, przy czym strona powlekanej folii odznaczająca się wysokim połyskiem skierowana jest ku walcowi wykonanemu ze szlifowanego elastycznego materiału.

PL 206 545 B1

Opisany wyżej sposób 1., wiąże się z tą słabą stroną, że nie można go zastosować na szeroką skalę, jako że lakierowane warstwy na walcu gumowym pod wpływem wysokiej temperatury topnienia bardzo szybko ulegają zniszczeniu. Aby ograniczyć wpływ wysokiej temperatury, lakierowane walce gumowe można schładzać w łaźni wodnej. Niemniej wilgoć wpływa wówczas niekorzystnie na jakość powierzchni folii.

Z kolei sposób 2., jest wysoce niekorzystny ze wzglę dów ekonomicznych, jako ż e proces wytwarzania folii odbywać się musi z uwzględnieniem dwóch etapów wytłaczania. Ponadto proces powlekania folii materiałem stopionym oraz następujące po nim kalandrowanie - w szczególności w zastrzeganym zakresie grubości - wiąże się z uzyskaniem niekorzystnych właściwości powierzchniowych.

Dokument EP 165 075 (Exxon) opisuje sposób wytwarzania folii, charakteryzującej się połyskliwą powierzchnią z obydwu stron, w skład której wchodzi 10-85% wag. elastomeru i 90-15% wag. poliolefin, zgodnie z którym to sposobem wytłaczane pasmo przeprowadzane jest w temperaturze powyżej temperatury mięknienia przez szczelinę utworzoną między przeciwbieżnymi walcami. Jeden z walców stanowi stalowy walec chłodzący o wysokim połysku, zaś drugi stanowi walec o powierzchni gumowej, charakteryzującej się wysokim połyskiem. Przeprowadzana między nimi folia jest chłodzona. Uzyskana w ten sposób folia odznacza się grubością 25-250 mikrometrów (10^-6 m).

Dokument EP 294 705 (Rohm GmbH) opisuje sposób wytwarzania folii o dwustronnie wygładzonej powierzchni, zgodnie z którym jako element do wygładzania wykorzystywana jest uprzednio wygładzona folia, uzyskana wcześniej w ten sposób i prowadzona w kierunku przeciwnym.

Dokument EP 916 474 (General Electric Company) opisuje sposób wytwarzania folii z poliwęglanu (folia PC), jednostronnie powlekanej z zastosowaniem powłoki utwardzanej z zastosowaniem promieniowania UV. Po jednej stronie folia PC jest teksturowana. Folia odznacza się niewielkim podwójnym załamaniem oraz wysoką przepuszczalnością, jako że wskaźnik załamania i sposób powlekania odpowiednio dopasowano.

Dokument EP 916 475 (General Electric Company) opisuje sposób wytwarzania folii z materiałów termoplastycznych o polerowanych powierzchniach i podwójnym załamaniu poniżej 25 μm. W tym celu stosuje się urządzenie wygładzające obejmujące walec metalowy oraz walec powlekany politetrafluoroetylenem. Powłoka politetrafluoroetylenu nanoszona jest na element gumowany.

Publikacja WO 96/40 480 (Avery Derrison Corp.) opisuje sposób wytłaczania powlekającego. Zgodnie z nim na folię pomocniczą (12) w szczelinie między walcami nanoszony jest na drodze wytłaczania przejrzysty optycznie materiał. Połączenie to jest następnie powlekane kolejnym, polimeryzowanym, materiałem. Dzięki zastosowaniu sposobu wytłaczania powlekającego oraz następującej po nim pigmentacji wyeliminowano etap lakierowania, któremu towarzyszy emisja rozpuszczalników.

Druga zabarwiona warstwa może być również wytłaczana współbieżnie na powierzchni przedstawionego połączenia lub odlewana z roztworu.

Sposób wytłaczania powlekającego przedstawiono na stronie 373, rys. 11.5 w pracy Friedhelma Hensena [red.] „Plastics Extrusion Technology (wydanie II, Hanser, 1997) oraz w opisie WO 96/40 480.

W opisie DE 198 130 01 przedstawiono sposób obróbki tłoczywa PMMA o wysokiej udarności według opisu DE 195 44 563 z uzyskaniem folii o utwardzonej powierzchni i wysokim połysku, praktycznie pozbawionej wtrąceń żelowych, jaką poddaje się obróbce z zastosowaniem sposobu dekorowania folii wewnątrz formy (ang. In-Mould-Film-Decoration). Z pomocą wytłaczarki wytwarzany jest stopiony materiał, jaki doprowadzany jest za pośrednictwem dyszy o elastycznym ustniku formującym do urządzenia do wygładzania według wynalazku, jakie przystosowano do generowania szczególnie wysokich sił blokowania folii w szczelinie między walcami. Walce wygładzające charakteryzują się beczką wypukłą. W celu naniesienia dekoracji na powierzchni folie poddawane są obróbce z zastosowaniem wysokogatunkowych termoplastycznych elementów kształtujących. W wyniku bardzo znaczących sił blokujących folię w szczelinie między walcami uzyskiwane są folie o bardzo wysokiej orientacji.

Celem wynalazku jest przedstawienie prostego i korzystnego ze względów ekonomicznych sposobu wytłaczania folii, z pomocą którego uzyskać można folie z materiałów termoplastycznych o grubości 20 μm 1000 μm o powierzchni dostosowanej do potrzeb, przykładowo z połyskiem, barwionej, zmatowionej, pochłaniającej promieniowanie UV lub rozpraszającej światło, przy czym obie strony folii mogą się charakteryzować różną teksturą. Folie tego rodzaju powinny się ponadto odznaczać wysoką wytrzymałością mechaniczną.

Powyższy cel zrealizowano, przedstawiając sposób wytwarzania nisko orientowanych folii termoplastycznych o grubości od 20 μm - 1000 μm z termoplastycznych tworzyw sztucznych na drodze

PL 206 545 B1 wytłaczania tworzywa sztucznego przez dyszę szerokoszczelinową oraz wygładzania stopionej masy, wyprowadzanej z dyszy szerokoszczelinowej, w urządzeniu do wygładzania, w skład którego wchodzą przynajmniej trzy lub cztery walce, przy czym pierwsza) para walców tworzy szczelinę wygładzającą, w której umieszczana jest stopiona masa, przy czym za tą szczeliną wygładzającą stopiona masa prowadzona jest przez kolejną szczelinę wygładzającą lub szczelinę dociskową, charakteryzujący się tym, że stosunek wysokości szczeliny dyszy do grubości folii wynosi w zakresie od 1 : 1 do 6 : 1, zaś stosunek prędkości pasma folii w kolejnej szczelinie wygładzającej lub szczelinie dociskowej do prędkości pasma folii w szczelinie wygładzającej, utworzonej przez parę walców, wynosi w zakresie od 0,8 do 1,05.

Korzystnie każdy z pary walców posiada powierzchnię ze stali.

Korzystniej jeden z pary walców posiada powierzchnię ze stali, zaś drugi walec posiada powierzchnię o twardości niższej niż w przypadku powierzchni ze stali.

Walec o powierzchni ze stali charakteryzuje się powierzchnią strukturyzowaną lub zmatowioną lub powierzchnią o wysokim połysku o wysokości nierówności RA 0,002-0,006, względnie RT = 0,02-0,04 zgodnie z DIN 4768.

Korzystnie walec o powierzchni o twardości niższej niż w przypadku stali posiada powierzchnię z elastycznego materiału odpornego na działanie wysokich temperatur o twardości Shore'a w zakresie 30-90.

Trzeci walec jest na tyle blisko jednego z pary walców, że między tymi walcami powstaje szczelina wygładzająca, przez którą stopiona masa przeprowadzana jest z zastosowaniem nacisku.

Korzystnie trzeci walec jest na tyle oddalony od najbliższego z pary walców, że między tymi walcami nie tworzy się kolejna szczelina, zaś trzeci walec wraz z walcem dociskowym tworzy szczelinę dociskową, przez którą przeprowadzana jest schłodzona stopiona masa.

Od strony walca, który posiada powierzchnię o niższej twardości niż w przypadku stali, korzystnie przeprowadza się przez szczelinę między walcami folię polietylenotereftalanu lub folię polipropylenu, a z wytłaczanego materiału foliowego wytwarza się laminat.

Korzystniej wytwarza się folię laminowaną, w skład której wchodzi folia polietylenotereftalanu oraz polimetakrylan metylu lub polimetakrylan metylu o modyfikowanej udarności.

Najkorzystniej wytwarza się folię laminowaną, w skład której wchodzi folia polietylenotereftalanu oraz mieszanka polimetakrylan metylu/polifluorek winylidenu.

Poprzez ustalenie wysokości szczeliny dyszy, grubości folii oraz stosunku prędkości ruchu pasma folii w kolejnej szczelinie wygładzającej lub szczelinie dociskowej względem prędkości pasma folii w szczelinie wygł adzają cej, utworzonej przez parę walców, uzyskiwana jest folia o niskiej orientacji molekularnej, co w decydujący sposób wpływa na wysoką wytrzymałość mechaniczną, w szczególności również prostopadle względem kierunku wytłaczania.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozmieszczenie czterech walców poprzecznie względem kierunku wytłaczania:

- drugi walec urządzenia do wygładzania, przykładowo o powierzchni elastycznej wykonanej z silikonu,

- pierwszy walec urządzenia do wygładzania, przykładowo o powierzchni z polerowanej stali,

- trzeci walec urządzenia do wygładzania, stanowiący przykładowo tylko walec chłodzący,

- czwarty walec, przykładowo o elastycznej powierzchni, stanowiący walec dociskowy,

- dysza wytłaczania folii,

- stopiona masa (przykładowo polimetakrylan metylu o modyfikowanej udarności);

fig. 2 przedstawia rozmieszczenie czterech walców w celu wytwarzania laminatu folii z polietylenotereftalanu - oznaczenia jak na fig. 1:

- folia z polietylenotereftalanu,

- laminat foliowy (polietylenotereftalan z polimetakrylanem metylu o modyfikowanej udarności);

fig. 3 przedstawia rozmieszczenie trzech walców, przy czym walec (3) oraz walec (2) tworzą kolejną szczelinę wygładzającą - oznaczenia jak na fig. 1.

Jak opisano powyżej sposób wytwarzania folii o grubości 20 μm - 1000 μm, korzystnie 20 um - 750 μm, a szczególnie korzystnie 20 um - 500 um z tworzyw termoplastycznych na drodze wytłaczania tworzywa sztucznego przez dyszę szerokoszczelinową oraz wygładzania stopionej masy, wyprowadzanej z dyszy szerokoszczelinowej, w urządzeniu do wygładzania, w skład którego wchodzą przynajmniej trzy lub cztery walce, przy czym pierwsza para walców (1, 2) tworzy szczelinę wygładzaPL 206 545 B1 jącą, do której wprowadzana jest stopiona masa, zaś za tą szczeliną urządzenia do wygładzania stopiona masa przeprowadzana jest przez kolejną szczelinę wygładzającą lub szczelinę dociskową. Rozwiązanie powyższe charakteryzuje się tym, że stosunek wysokości szczeliny dyszy do grubości folii wynosi od 1 : 1 do 6 : 1, a korzystnie od 1 : 1 do 4 : 1, zaś szczególnie korzystnie 1 : 1 do 3 : 1, w szczególno ś ci od 1 : 1 do 2 : 1, a ponadto tym, ż e stosunek prędkości ruchu pasma folii w kolejnej szczelinie wygładzającej lub w szczelinie dociskowej względem prędkości ruchu pasma folii w szczelinie wygładzającej, którą tworzy para walców (1, 2), wynosi od 0,8 do 1,05, korzystnie od 0,85 do 1, zaś szczególnie korzystnie od 0,9 do 1.

Stopiony materiał wytwarzany z zastosowaniem wytłaczarki jedno- lub dwuślimakowej (aby zapewnić stały przepływ stopionego materiału, zgodnie z opcjonalnym rozwiązaniem, zastosować można pompę stopionego materiału) doprowadzany jest za pośrednictwem dyszy do wytłaczania folii do miejsca, gdzie prowadzony jest proces formowania według wynalazku.

Korzystnie między pompą stopionego materiału a dyszą do wytłaczania przeprowadzane jest filtrowanie stopionego materiału. Szerokość folii wynikająca z szerokości dyszy może wynosić przykładowo 1500 mm. Wysokość szczeliny dyszy, względnie wielkość ustnika dyszy może wynosić przykładowo 0,6 mm. Temperatury stopionego materiału ustalane są w zależności od typowych temperatur obróbki stosowanych tworzyw sztucznych. Stopionemu materiałowi nadawane są określone wymiary wewnątrz szczeliny między walcami, po czym materiał ten jest wygładzany i schładzany na powierzchni walców z regulacją temperatury.

Urządzenie do wygładzania obejmuje łącznie przynajmniej trzy lub cztery walce. Pierwsze dwa z nich tworzą przy tym szczelinę wygł adzają c ą , do której wprowadzana jest stopiona masa, wydostająca się z dyszy szerokoszczelinowej. Dysza szerokoszczelinowa rozmieszczona jest korzystnie bezpośrednio nad szczeliną urządzenia do wygładzania. Zwykle odległość między dyszą szerokoszczelinową a szczeliną urządzenia do wygładzania wynosi przykładowo 2 - 20 cm.

Oba z pary walców (1, 2) mogą dysponować powierzchnią ze stali.

Jeden z pary walców (1, 2) może się też charakteryzować powierzchnią ze stali, zaś drugi walec powierzchnią o niższej twardości niż ta, jaka uzyskiwana jest w przypadku stali. Walce o powierzchni ze stali odznaczają się powierzchnią strukturyzowaną lub zmatowioną, względnie powierzchnią o wysokim połysku o wysokości nierówności RA 0,002 - 0,006, względnie RT = 0,02 - 0,04 w pomiarze zgodnie z DIN 4768. Jeden z walców charakteryzuje się korzystnie elastyczną powierzchnią odporną na działanie wysokich temperatur, przykładowo wykonaną z kauczuku silikonowego lub kauczuku fluorowego. Powierzchnia tych walców może być gładka lub zmatowiona.

Walec o powierzchni o twardości niższej niż ta, jaka odpowiada stali, może dysponować powierzchnią z materiału elastycznego odpornego na działanie wysokich temperatur o twardości Shore'a w zakresie 30 - 90.

Trzeci walec (3) może się znajdować na tyle blisko jednego z pary walców (1, 2), że między nimi uzyskiwana jest szczelina wygładzająca, przez którą z zastosowaniem nacisku przeprowadzana jest stopiona masa.

Trzeci walec (3) może być na tyle daleko od najbliższego z pary walców (1, 2), że między nimi nie tworzy się kolejna szczelina, przy czym między trzecim walcem a walcem dociskowym (31) uzyskiwana jest szczelina dociskowa, przez którą przeprowadzana jest stopiona masa.

Stosunek wysokości szczeliny dyszy względem grubości folii znajduje się w podanym wyżej zakresie, co pozwala utrzymać na niskim poziomie orientację molekularną stopionej masy w kierunku maszynowym z wykorzystaniem nacisków liniowych w urządzeniu do wygładzania. Przy wysokości szczeliny dyszy 0,6 mm grubość folii wynosi od 0,6 do 0,1 mm. Naciski liniowe uzyskiwane w szczelinie urządzenia do wygładzania wynoszą w zakresie od 50 N/cm do 1500 N/cm.

W przypadku zastosowania walca o powierzchni z elastycznego materiału odpornego na działanie wysokich temperatur o twardości wg Shore'a w zakresie 30 -90 naciski liniowe nie przekraczają zasadniczo 300 N/cm.

Wysokość szczeliny dyszy oznacza wielkość ustnika formującego szerokoszczelinowej dyszy do wytłaczania.

Z pierwszą parą walców sąsiaduje przynajmniej jeden kolejny - trzeci - walec (3). Stopiona masa wyprowadzana ze szczeliny urządzenia do wygładzania wprowadzana jest z kolei na ten walec w celu jej schłodzenia i/lub formowania.

Trzeci walec może być przy tym położony na tyle blisko jednego z pary walców (1, 2), przykładowo blisko drugiego walca (2), że między nimi powstaje szczelina wygładzająca, przez którą prze6

PL 206 545 B1 prowadzana jest stopiona masa. Podobnie jak w pierwszej szczelinie tego rodzaju walce wywierają nacisk na stopioną masę.

Trzeci walec (3) może być również na tyle oddalony od najbliższego z pary walców (1, 2), że między nimi brak kolejnej szczeliny. W takim wypadku trzeci walec wraz z walcem dociskowym (31) tworzy szczelinę dociskową, przez którą przeprowadzana jest stopiona masa. Walec dociskowy z reguły nie jest napędzany. Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem powlekany jest materiałem elastycznym, zapewniając płaskie rozmieszczenie pasma folii.

Obok trzeciego, względnie trzeciego i czwartego walca umieścić można dalsze walce, jakie przejmują, względnie odprowadzają stopioną folię z trzeciego walca. Zwłaszcza w przypadku grubszych folii, to jest folii o rozmiarach od 400 mikrometrów (um) do 1000 mikrometrów, zasadne może się okazać rozmieszczenie większej liczby walców chłodzących, jednego za drugim.

Stosunek prędkości ruchu pasma folii w kolejnej szczelinie wygładzającej lub szczelinie dociskowej do prędkości pasma folii w szczelinie wygładzającej, którą tworzy para walców (1,2), powinien być możliwie niski, co pozwoli uniknąć rozciągania stopionej folii w kierunku maszynowym oraz związanej z tym orientacji molekularnej folii.

Zmatowioną powierzchnię walca stanowi powierzchnia poddana obróbce, w wyniku której uzyskiwane jest celowe regularne odchylenie od powierzchni o wysokim połysku. Walce tego rodzaju określa się również mianem walców wytłaczanych. W przypadku walca stalowego zmatowioną powierzchnię uzyskać można na drodze grawerowania elektromechanicznego, grawerowania laserem lub piaskowania gładkiej powierzchni.

Temperatury materiału stopionego ustalane są zgodnie z typowymi temperaturami obróbki stosowanych tu materiałów.

W oparciu o sposób według wynalazku uzyskać można przykładowo następujące rodzaje folii:

- folie o dwustronnie wygładzonej powierzchni;

- folie o jednej powierzchni gładkiej i jednej zmatowionej/strukturyzowanej;

- folie o dwustronnie zmatowionej/strukturyzowanej powierzchni.

Folie można również wytwarzać w procesie współwytłaczania lub laminowania.

Jako tworzywa termoplastyczne w procesie wytwarzania folii stosować można następujące materiały:

polimetakrylan metylu (PMMA), PMMA o modyfikowanej udarności (sz-PMMA), mieszanki PMMA lub sz-PMMA i polimeru zawierającego atomy fluoru, przykładowo polifluorku winylidenu (PVDF), przy czym stosunek zawartości PMMA lub sz-PMMA do PVDF wynosi przykładowo między 10 : 90, a 90 : 10 części wagowych. Polimery zawierające atomy fluoru w rozumieniu niniejszego opisu stanowią polimery uzyskiwane na drodze polimeryzacji rodnikowej nienasyconych monomerów olefinowych, w przypadku których przynajmniej jeden podstawnik na bazie fluoru połączony jest wiązaniem podwójnym. Dopuszczalne jest tutaj również zastosowanie kopolimerów, w skład których oprócz jednego lub więcej monomerów zawierających atomy fluoru wchodzić mogą inne monomery, kopolimeryzowane z tymi, które zawierają atomy fluoru.

Do grupy monomerów zawierających atomy fluoru należą między innymi chlorotrifluoroetylen, kwas fluoro-winylo-sulfonowy, heksafluoroizobutylen, heksafluoropropylen, eter nadfluorowinylometylowy, tetrafluoroetylen, fluorek winylu i fluorek winylidenu. Spośród wymienionych szczególnie korzystnie stosowany jest fluorek winylidenu.

Dalsze materiały termoplastyczne znajdujące tu zastosowanie stanowią przykładowo kopolimery akrylonitryl-butadien-styren (ABS), kopolimery akrylonitryl-styren-ester akrylowy (ASA), metakrylan metylu-modyfikowany ABS (MABS), polistyren o modyfikowanej udarności (sz-PS), PETG (amorficzny polietylenotereftalan), poliwęglan (PC).

Zgodnie ze szczególnym sposobem wykonania wytwarzany jest laminat obejmujący folię polietylenotereftalanu (przykładowo Mylar®-Folie, Dupont-Teijin) lub folię polipropylenową. Pierwszy walec z polerowanej stali o wysokim połysku oraz drugi walec o elastycznej powierzchni, przykładowo z kauczuku silikonowego, tworzą szczelinę wygładzającą. W jej wnętrzu wytłaczana jest stopiona masa, wytwarzana przykładowo z polimetakrylanu metylu, polimetakrylanu metylu o modyfikowanej udarności lub mieszanki polimetakrylan metylu/polifluorek winylidenu, przy czym od strony drugiego walca o elastycznej powierzchni jednocześnie prowadzona jest folia z polietylenotereftalanu o grubości przykładowo 50 um. Uzyskany w ten sposób laminat o grubości całkowitej przykładowo 100 μm przeprowadzany jest przez trzeci walec, będąc przezeń jednocześnie chłodzony, przy czym walec ten sąsiaduje z drugim walcem, a stanowi go walec chłodzący. W tym wypadku trzeci walec wraz z walcem

PL 206 545 B1 dociskowym (31) tworzy szczelinę dociskową, przez którą przeprowadzana jest schłodzona stopiona masa.

Laminat ten można następnie rozdzielić. Uzyskana w ten sposób folia od strony, gdzie znajdowała się folia PET lub folia polipropylenowa, charakteryzuje się powierzchnią o wysokim połysku.

Korzystne cechy folii według wynalazku stanowią między innymi przedstawione niżej wartości pomiarowe, jakie badać można przykładowo także równolegle oraz prostopadle względem kierunku wytłaczania.

Moduł sprężystości wzdłużnej, wytrzymałość na rozciąganie oraz wytrzymałość na rozerwanie zbadano zgodnie z ISO 527-3, długość zamocowania próbki wyniosła 60 mm, zaś szybkość obciążania 50 mm/min.

Twardość ołówkowa ustalono zgodnie z ASTM D 3363-92.

Połysk w temperaturze 60°C można zmierzyć zgodnie z DIN 67530.

Przepuszczalność światła można zmierzyć zgodnie z ASTM D 1003. Przy pomiarze przepuszczalności powierzchniowej wartość zmętnienia folii po przeprowadzeniu dwustronnej obróbki z zastosowaniem oleju silikonowego odjęto od wartości pomiaru zmętnienia przed przeprowadzeniem obróbki.

Pomiar kurczenia: Oceniane jest całkowite kurczenie wsteczne. W tym celu próbkę o wymiarach 100 x 100 mm wygrzewano 30 min w temperaturze 160°C.

Kurczenie wsteczne (relaksacja termiczna) definiowana jest jako zmiana wielkości próbki (pomiar przeprowadzany jest za każdym razem w temperaturze pokojowej), spowodowana przez jej kurczenie pod wpływem podgrzewania do określonej temperatury. Wartość tę określa się jako procentowe zmniejszenie odległości między dwoma oznaczeniami na próbce w stosunku do odległości mierzonej przed kurczeniem.

Folie według wynalazku odznaczają się stosunkowo niską orientacją cząsteczek polimeru, co pozwala uzyskać korzystne właściwości mechaniczne.

Folie tego rodzaju charakteryzują się ograniczonym kurczeniem, niską tolerancją grubości oraz izotropowymi właściwościami mechanicznymi. Jakość powierzchni (niewielkie skazy, liczba wtrąceń żelowych) jest wysoka.

Folie tego rodzaju charakteryzować się mogą różną powierzchnią w zależności od potrzeb, przykładowo: powierzchnią z połyskiem, barwioną, zmatowioną (tłoczoną), zmatowioną (modyfikowaną cząsteczkowo), pochłaniającą promieniowanie UV, rozpraszającą światło.

W związku z tym folie te znajdują liczne zastosowania, przy czym można je przykładowo wykorzystać w procesie wytwarzania folii dekoracyjnych, folii zabezpieczających przed promieniowaniem UV, folii lakierowanych na sucho, folii zabezpieczających przed porysowaniem na potrzeby optycznych nośników danych, jak również materiałów, stanowiących nośniki danych, jakie poddawane są obróbce w procesie ciągłego nadruku, takiego jak wklęsłodruk, fleksodruk, druk offsetowy, druk cyfrowy, druk sitowy, druk transferowy, i/lub w procesie ciągłego laminowania i łączenia warstw, takiego jak jednoczesne laminowanie folii, łączenie termoplastycznych tworzyw płytowych i profilowanych, licowanie, nakładanie powłoki walcami (ang. coil-coating), i/lub w procesie ciągłego powlekania, takiego jak powlekanie zabezpieczające przed kroplami wody, powlekanie przeciwbakteryjne, powlekanie samoczyszczące, powlekanie zabezpieczające przed graffiti, powlekanie zabezpieczające przed zarysowaniem, powlekanie warstwą przewodzącą elektryczność, ewentualnie w połączeniu ze sposobem tłoczenia.

Opisany wyżej szczególny sposób wykonania folii laminowanej z folii na bazie polietylenotereftalanu lub folii polipropylenowej oraz polimetakrylanu metylu, polimetakrylanu metylu o modyfikowanej udarności lub mieszanki polimetakrylan metylu/polifluorek winylidenu cechuje wysoka wytrzymałość mechaniczna i termiczna. Tym samym folia laminowana znajduje zastosowanie dla potrzeb dalszej obróbki z wykorzystaniem wysokiego obciążenia mechanicznego i/lub termicznego, do jakich może dochodzić podczas procesu nadruku lub powlekania. W zestawieniu z rozwiązaniami znanymi ze stanu techniki znacznie ograniczono ryzyko zarysowania pasma lub przywierania do walca prowadzącego.

Proces wytwarzania folii z polimetakrylanu metylu o modyfikowanej udarności może się przykładowo odbywać w następujący sposób.

Zastosować można przykładowo tłoczywo na bazie polimetakrylanu metylu o modyfikowanej udarności o opisanej niżej budowie. Sposób wytwarzania tłoczywa tego rodzaju o wysokiej udarności znany jest przykładowo z DE 38 42 796 C2. Mowa tutaj o polimerze dwufazowym, obejmującym wewnętrzną fazę ciągliwą, w skład której wchodzi 99% wag. akrylanu butylu oraz 1% wag. metakrylanu

PL 206 545 B1 allilu, oraz fazę stałą, w skład której wchodzi 96% wag. metakrylanu metylu oraz 4% wag. akrylanu butylu. Modyfikator udarności wytłaczany jest w postaci tłoczywa wraz z tłoczywem z polimetakrylanu metylu, stanowiącym tu matrycę, przy czym w jego skład wchodzi 96% wag. metakrylanu metylu oraz 4% wag. akrylanu metylu, w wyniku czego uzyskiwana jest folia.

Stosowane tu tłoczywo jest topione wewnątrz wytłaczarki jednoślimakowej, po czym odprowadzane jest do dyszy. Tutaj stopiony materiał jest rozpościerany, przy czym szerokość wylotu dyszy może przykładowo wynosić 1500 mm. Z kolei wysokość szczeliny dyszy może wynosić przykładowo

0,4 mm. Temperatura wyprowadzanego stopionego materiału wynosi około 250°C. Dysza rozmieszczona jest poprzecznie nad parą walców wygładzających. Jeden z walców (2) charakteryzuje się powierzchnią stalową o wysokim połysku, zaś drugi walec (1) powierzchnią matową wykonaną z kauczuku silikonowego. Średnica walców wynosi 400 mm. Oba walce podgrzewane są do temperatury 80°C. Grubość folii wynosi 0,15 mm. Naciski liniowe występujące w szczelinie urządzenia do wygładzania analizowane są w urządzeniu pomiarowym aparatury do wytłaczania, przy czym wynoszą około 100 N/cm. Pasmo folii od strony walca o powierzchni stalowej z wysokim połyskiem prowadzone jest na trzecim walcu o średnicy 250 mm, jaki oddalony jest o około 300 mm. Trzeci walec podgrzany jest do temperatury 60°C. Trzeci walec wraz z czwartym walcem tworzy szczelinę dociskową. Średnica czwartego walca wynosi 140 mm.

Stosunek prędkości pasma folii wewnątrz szczeliny dociskowej do prędkości pasma folii w szczelinie wygładzającej, którą tworzy para walców (1, 2), wynosi około 0,98.

Następnie pasmo folii prowadzone jest na licznych walcach podpierających, zaś po całkowitym schłodzeniu nawijane jest na rolkę.

Uzyskana w ten sposób folia jednostronnie matowa charakteryzuje się wysoką jakością odnośnie izotropii właściwości mechanicznych, tolerancji grubości, kurczenia i liczby wtrąceń żelowych.

Claims (10)

1. Sposób wytwarzania nisko orientowanych folii termoplastycznych o grubości od 20 um - 1000 um z termoplastycznych tworzyw sztucznych na drodze wytłaczania tworzywa sztucznego przez dyszę szerokoszczelinową oraz wygładzania stopionej masy, wyprowadzanej z dyszy szerokoszczelinowej, w urządzeniu do wygładzania, w skład którego wchodzą przynajmniej trzy lub cztery walce, przy czym pierwsza para walców (1, 2) tworzy szczelinę wygładzającą, w której umieszczana jest stopiona masa, przy czym za tą szczeliną wygładzającą stopiona masa prowadzona jest przez kolejną szczelinę wygładzającą lub szczelinę dociskową, znamienny tym, że stosunek wysokości szczeliny dyszy do grubości folii wynosi w zakresie od 1 : 1 do 6 : 1, zaś stosunek prędkości pasma folii w kolejnej szczelinie wygładzającej lub szczelinie dociskowej do prędkości pasma folii w szczelinie wygładzającej, utworzonej przez parę walców (1, 2), wynosi w zakresie od 0,8 do 1,05.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z pary walców (1, 2) posiada powierzchnię ze stali.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jeden z pary walców (1, 2) posiada powierzchnię ze stali, zaś drugi walec posiada powierzchnię o twardości niższej niż w przypadku powierzchni ze stali.

4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że walec o powierzchni ze stali charakteryzuje się powierzchnią strukturyzowaną lub zmatowioną lub powierzchnią o wysokim połysku o wysokości nierówności RA 0,002-0,006, względnie RT = 0,02-0,04 zgodnie z DIN 4768.

5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że walec o powierzchni o twardości niższej niż w przypadku stali posiada powierzchnię z elastycznego materiału odpornego na działanie wysokich temperatur o twardości Shore'a w zakresie 30-90.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że trzeci walec (3) jest na tyle blisko jednego z pary walców (1, 2), że między tymi walcami powstaje szczelina wygładzająca, przez którą stopiona masa przeprowadzana jest z zastosowaniem nacisku.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że trzeci walec (3) jest na tyle oddalony od najbliższego z pary walców (1, 2), że między tymi walcami nie tworzy się kolejna szczelina, zaś trzeci walec wraz z walcem dociskowym (31) tworzy szczelinę dociskową, przez którą przeprowadzana jest schłodzona stopiona masa.

PL 206 545 B1

8. Sposób według zastrz. 3 albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, ż e od strony walca, który posiada powierzchnię o niższej twardości niż w przypadku stali, przeprowadza się przez szczelinę między walcami folię polietylenotereftalanu lub folię polipropylenu, a z wytłaczanego materiału foliowego wytwarza się laminat.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, ż e wytwarza się folię laminowaną , w skład której wchodzi folia polietylenotereftalanu oraz polimetakrylan metylu lub polimetakrylan metylu o modyfikowanej udarności.

10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wytwarza się folię laminowaną, w skład której wchodzi folia polietylenotereftalanu oraz mieszanka polimetakrylan metylu/polifluorek winylidenu.