SE437490B - Forfarande vid kontinuerlig filmblasning av linjera termoplastmaterial - Google Patents

Description

8205912-2 10. 15. 20. 25. 30. 35. ningar från munstycket eller olikformig kylning. Varje ore- gelbundenhet förstoras med sträckningsgraden men dragningen i maskinriktningen har en viss utjämnande effekt på oregel- bundenheterna i denna riktning medan någon motsvarande sta- biliserande effekt inte finns i tvärriktningen. Problem med bubblans symmetri och stabilitet begränsar därför det möjli- ga sträckförhållandet i tvärriktningen och därmed också den möjliga produktionen i en given filmblåsningsanläggning. Även om de beskrivna problemen uppträder vid alla ter- moplastmaterial är de långt mer besvärande vid filmblåsning av linjära termoplastmaterial, såsom HD (high density) eller LLD (linear low density) polyeten, än vid icke linjära mate- rial såsom konventionell LD (low density) polyeten. Reologin hos konventionell, starkt grenad, LD-polyeten är sådan att spänningen och viskositeten i materialet ökar med tilltagan- de deformation. Allmänt gäller att töjningen koncentrerats till lokalt försvagade områden i filmen så att eventuella avvikelser tenderar att öka obegränsat intill brott, men för LDfmaterialen motverkas detta i hög grad av att viskositeten samtidigt växer i områden med hög sträckningshastighet. Då LD-materialen även i övrigt har god kohesion och styrka i smält tillstånd har det därför för dessa material varit möj- ligt att kontrollera blåsningsförloppet även för mycket sto- ra blåsor.

De linjära termoplastmaterialen uppträder helt annor- lunda. Vid sträckning ökar viskositeten inte alls eller en- dast litet med tilltagande deformation och ingen spännings- ökning motverkar därför en alltmer ökande töjning i allt tun- nare områden av filmen. Materialets tendens till explosions- artad töjning manifesterar sig bland annat i formen på blå- san vid tillverkningen. Efter smältans utströmning ur mun- stycket bildar den en smal hals till en viss höjd innan ma- terialet förtunnats så att gastrycket kan övervinna tubens töjmotstånd då expansion hastigt sker till den slutliga di- mensionen. Materialet uppträder på samma sätt vid lokala för- svagningar i filmen, dvs. töjer sig med tilltagande hastig- het. Detta uppträdande, i kombination med materialens all- mänt låga smältstyrka, leder till en svårkontrollerad blås- ningsprocess som inte sällan uppvisar en osymmetrisk och in- wvfi? . qfï-'f-'šflf _ mi» .- 10. 20. 25. 50. 35. 8205912-2 stabil blåsa resulterande i en olikformigt sträckt slutpro- dukt. I svårare fall bildas även blåshål i filmen och full- ständig kollaps av tuben. Problemen ökar med tilltagande apparatstorlekar och vid försök att öka kapaciteten hos be- fintliga anläggningar eftersom vikten av det smälta materia- let som måste stabiliseras ökar och eftersom filmtjockleken blir relativt sett mindre så att instabilitetsproblemen växer.

Olika försök har gjorts för att komma till rätta med dessa problem, exempelvis genom att på olika sätt stötta filmen före stelandet, genom att modifiera plasten och göra den mindre linjär eller genom olika former av differentierad och reglerad kylning av slangen. Med sådana metoder har det varit möjligt att öka stabiliteten i tillverkningsprocessen men det har inte varit möjligt att i nämnvärd omfattning öka apparatstorleken eller höga produktionskapaciteten.

Ett ytterligare problem är den bristfälliga förståel- sen för hur ändringar i sträckningen påverkar det slutliga materialets egenskaper. Medan det är relativt lätt att för- utsäga hur slutprodukten påverkas av ändringar i sträckför- hållandena då LD-material filmblåses, har det visat sig be- tydligt svårare att förutsäga slutproduktens krympegenskaper vid ändringar i processen där linjära material sträckes. Den- na brist på förståelse för sträckprocessens grundläggande sam- manhang har försvårat lösningen av de beskrivna problemen.

Medan man i dag med relativ enkelhet förmått blåsa LD-poly- eten med hög kapacitet till över H meters diameter förekom- mer inte på långt när anläggningar med samma kapacitet för linjär polyeten. Dessa kapacitetsproblem har allvarligt be- gränsat utbredningen av linjära plastmaterial som foliemate- rial trots förnämliga egenskaper i övrigt för sådana tillämp- ningar, bl. a. en allmänt lägre orienteringsgrad än för LD- -material.

Uppfinningen allmänt Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att undvika de ovannämnda problemen vid blåsning av linjära termoplast- m-I- f in ._ 1. .wnnufi || .in ...fzfiiyfl-fz.. nar... ....:f|,-.=..inr«|« ..| ler en ökning av produktionskapaciteten i befintliga anlägg- ningar. Ett annat ändamål är att möjliggöra ett ökat verk- 8205912-2 10. 15. 20. 25. 30. 55.

H ligt sträckförhållande i filmens tvärriktning. Ytterligare ändamål är att förbättra stabilitet och jämnhet hos film- blåsan.

Dessa ändamål uppnås med hjälp av de kännetecken som framgår av patentkraven.

Uppfinningen hänför sig till blåsning av sådana mate- rial som bildar en hals med i huvudsak konstant tvärsnitt och oftast uppåt avsmalnande tvärsnitt innan blåsan expan- derar till full storlek.

Enligt uppfinningen skall i dessa processer tillses, att väsentlig andel av den totala sträckningen i maskinrikt- ningen äger rum mellan smältans utströmning vid munstycks- öppningen och upp till halsens översta del, ofta även hal- sens smalaste del. Detta innebär att sträckförhållandet mel- lan munstycksöppningen och halsens översta del skall vara stortziförhållande till sträckförhållandet som sker mellan halsens övre del och frostlinjen. Viktigt är härvid att has- tigheten på filmsmältan är hög vid halsens övre del.

Förslaget enligt uppfinningen bygger på iakttngclsen att det föreligger en väsentlig skillnad mellan sträckmönst- ren från munstycksöppningen till halsens övre del respektive mellan halsens övre del och frostlinjen. Materialtransporten från munstycket upp till huvudblåsan är relativt långsam och tar i storleksordningen flera sekunder. Samtidigt är tempera- turen hög och sträckningen eller kompressionen i tvärriktníng- en jämförelsevis liten vilket innebär att den samtidigt på- gående relaxationen i smältan väsentligen helt motverkar orientering i tvärriktningen. Detta i kombination med den samtidigt pågående sträckningen i maskinriktningen gör att materialet kan anses osträckt i smalaste del. Även för sträckningen i maskinriktningen upp till halsens övre del, vilken sträckning är avsevärt mycket större än i tvärriktningen, gäller att den ur orienterings- tvärriktningen vid halsens synpunkt väsentligen helt motverkas av relaxationen. Materia- let kan således anses oorienterat vid halsens övre del och sträckfasen upp till denna punkt kan därför beskrivas som en relaxationssträckning. Den därefter följande sträckningen, mellan halsens övre del och frostlinjen, sker däremot så snabbt, inom bråkdelar av en sekund, och inbegriper så stora in i _ nfí filç ln i f ..._-t 10. 15. 20. 25.

BO. 55. 8205912-2 5 sträckningsgrader i båda riktningarna att relaxationen här saknar betydelse. Materialet blir därför under denna fas orienterat och denna sträckningsfas kan därför betecknas som en orienterings-sträckning.

Tidigare har man i fråga om sträckgraderna bedömt pro- cessen och orienteringen utifrån begynnelse- och slutvillko- ren. Med ett sådat betraktelsesätt blir det inte menings- fullt att försöka uppnå hög sträckningsgrad under den förs- ta sträckfasen utan snarare att försöka korta av denna för att undvika destabilisering. Stora fördelar finns emeller- tid att vinna genom att åstadkomma en väsentlig sträckning i maskinriktningen redan under den första sträckfasen.

Genom att sträckningen under denna fas inte resulterar i någon väsentlig orientering blir utgångsläget för en balan- serad sträckning under den andra fasen bättre ju mer sträck- ning i maskinriktningen som utföres under den första fasen.

Man behöver då under den andra fasen sträcka mindre, rela- tivt sett, i maskinriktningen vilket ökar, relativt sett, värdet av den tvärsträckning som sker under denna andra fas.

Eftersom tvärsträckningen enligt vad som ovan sagts normalt är den begränsande faktorn möjliggör denna relativa förskjut- ning av orienteringen antingen ett bättre balanserat material eller en ökad kapacitet. En avsevärd sträckning under den första fasen verkar dessutom utjämnande på oregelbundenneter i tuben och ökar därför stabiliteten i blåsningsprocessen.

En väsentlig faktor i detta sammanhang är att, vid höga sträckgrader under första fasen, kommer för ett givet mate- rial tubens diameter vid den övre änden av halsen att vara mindre än vid lägre sträckgrader och i flertalet fall kan till och med en avsevärd kompression av nalsdiametern er- hållas, ofta större än vid hittills den och maskínstorlekar. Relativt sett mindre halsdiametrar har visat sig vara av värde i sammanhanget av åtminstone två olika skäl. Det första är att en bättre utjämning av oregel- bundenheter i materialets fördelning runt omkretsen erhålles vid små halsdiametrar. Ojämnheterna förstärks vid expansion av halsarna och förminskas vid kompression av halsdiametern vid den periferiella flytning av materialet som blir en kon- kända sträckförfaran- _ sekvens av den avsevärda sträckning i maskinriktningen som Ps “KE i ïifiçgw-k-ñæ 8205912-2 10. 15. 20. 25. 30. 35- äger rum. Utjämningen har dessutom fördelen att äga rum på bästa tänkbara ställen ur stabiliseringssynpunkt, näm- ligen omedelbart före den explosiva uppblåsningen i tvär- riktningen. Kända åtgärder för utjämning sätts i regel in vid lägre nivåer på halsen och är således overksamma gent- emot slumpmässiga eller inducerade variationer som inträder senare. Det andra väsentliga skälet till att en liten dia- meter på halsen är en fördel är att en smal hals ger ett be- tydligt större verkligt sträckförhållande i tvärriktningen.

Med en relativt sett smalare hals kan man inför tvärexpan- sionsförloppet utgå från en materialtub av liten diameter och med ringa tvärorientering av materialet, vilket ger ett stort verkligt tvärsträckförhållande under den andra sträck- fasen och vilket återigen möjliggör antingen ett bättre ba- lanserat material eller en högre produktionskapacitet.

Genom att öka munstycksdiametern kan kapaciteten ökas på ett enligt uppfinningen lämpligt sätt, bl.a. eftersom det är relativt sett lättare att erhålla en stabil och jämn slang och att åstadkomma en avsevärd relaxeringssträckning utgående från en stor begynnelsediameter.

Att fastställa villkoren vid halsens övre del och i synnerhet att mäta diameter och hastighet vid denna punkt har visat sig vara av betydelse inte enbart för de ovan an- givna åtgärderna utan även för att_allmänt få en bättre förståelse för förloppet vid sträckning av linjära material, för att bättre kunna förutsäga resultatet av förändringar och styråtgärder i processen och för att kunna jämföra och kvalitetsgradera olika material erhållna i processen.

Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen kom- mer att framgå av den närmare beskrivningen nedan.

Detaljbeskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning kan tillämpas i alla filmblås- ningssammanhang då en hals med i huvudsak konstant tvärsnitt bildas före den egentliga uppblåsningen. Om halsen inte har en markerad smalaste del skall med halsens övre del förstås pden punkt där filmens utåtkrökning är kraftigast, dvs. där krökningen har minst radie. Det föredrages emellertid att uppfinningen tillämpas vid processer och material då en kompression kan fås att äga rum i riktningen tvärs maskin- 1 'ägge- 10. 15. 20. 25. 50. 35. 8205912-2 riktningen innan den egentliga expansionen i tvärriktningen inträder, dvs. i alla situationer då vid filmblåsningen en uppåt avsmalnande tub kan erhållas före tubens utvidgning.

För flertalet termoplastmaterial kan en krympning av detta slag erhållas med hjälp av mekaniska medel, exempelvis genom användning av en dorn eller styryta för smältan eller sam- manpressning av tuben med hjälp av riktade luftströmmar. I alla sådana fall erhålles efter kompressionen ett förbätt- rat utgångsläge för den senare sträckningen i tvärriktningen.

För att uppnå full verkan av fördelarna med kraftig sträck- ning under den första fasen föredrages emellertid att upp- finningen tillämpas för material som medger dragning på så- dant sätt, att markerad tvåfassträckning enligt ovan spon- tant uppträder, utan mekanisk sammanpressning. Detta är nor- malt fallet för linjärt uppbyggda polymerer, dvs. polymerer med en i huvudsak rak kolkedja utan större förgreningar och utan eller med endast begränsad andel korta sidogrenar. För polyeten, som är särskilt lämpligt att använda vid förfa- randet enligt uppfinningen, gäller detta för de vid lågt tryck framställda HD-materialen samt för sådana material av låg densitet som likaledes framställes vid lågt tryck, så kallade LLD-polyeten. De senare materialen erhålles ge- nom sampolymerisatíon av eten med mindre mängder, exempelvis mellan 3 och 15 procent olefin med längre kolkedja än eten, exempelvis med mellan 3 och 10 kolatomer i kedjan. Ehuru dessa material är linjära ger sammonomeren upphov till kor- ta sidokedjor som sänker densiteten hos polymeren. Som ovan diskuterats har de linjära materialen en reologí som gör att de vid blåsning kan uppvisa en mycket hastig sträckning och expansion.

Som nämnts skall enligt uppfinningen en hög hastighet på smältan upprätthållas vid halsens övre del före den egent- liga uppblåsningen för att de ovan beskrivna fördelarna skall uppnås. Hastigheten vid denna punkt är en kritisk storhet av flera andra skäl. Den sammanfattar många ytterligare process- parametrar såsom kylhastighet och begynnelsevillkor förutom materialegenskaperna. Hög hastighet på denna punkt betyder att en väsentlig del av sträckningen i maskinriktningen skall äga rum mellan munstycksöppningen (nivå O) och halsens Pool eat-faim? 8205912-2 l0. 15. 20. 25. 30. 35. övre del (nivå 1) jämfört med sträckningen mellan halsens övre del (nivå 1) och frostlinjen (nivå 2). Om sträckför- hållandet i den första fasen uttrycks som kvoten (V1/V0) mel- la smältans hastighet vid minsta halsdiameter och hastighe- ten vid småltans utträde ut munstycket och på motsvarande sätt sträckförhållandet i den andra fasen uttrycks som has- tighetsförhållandet V2/V1 mellan nivåerna l och 2 så bör förhållandet mellan dessa kvoter (alltså V1/VO:V2/V1) vara minst lzl företrädesvis minst l,2:l och helst minst l,5:l.

Absoluthastigheten i denna punkt är också av intresse efter- som den är relaterad till bl.a. kapaciteten. Hastigheten bör ej understiga 15 meter/minut, ligger företrädesvis över 20 m/min. och helst även över 30 m/minut.

Som nämnts kan stabiliteten hos processen och kapaci- teten ytterligare förbättras om en krympning av halsen sker före slutexpansionen. En krympning föredrages därför. Krymp- ningen är normalt inte särskilt stor eftersom krympningen motverkas av trycket hos gasen som tillföres inne i slangen.

För material med låg smältstyrka accelereras materialet i tuben dessutom långsamt till dess den hastiga tvärexpansionen äger rum och då erhålles mycket ringa krympning. Normalt öns- kar man dessutom erhålla en snabb kylning av tuben i början och 7 Det stiger 90 procent av munstyckets diameter. Om en krympning åtgärder av detta slag motverkar krympningen av slangen. är därför ovanligt att den smalaste delen spontant under- önskas vid förfarandet enligt uppfinningen bör detta värde underskridas. Krympning bör ske till under 80 procent av munstycksdiametern, företrädesvis under 60 procent och helst även under 50 procent av munstycksdiametern. Vid riktigt små halsdimensioner kan instabiliteter ånyo börja uppträda och det föredrages därför att halsdiametern inte understiger 20 procent och helst inte heller understiger 30 procent av be- gynnelsediametern. För mycket stora munstycken, små spalt- öppningar och stora filmhastigheter blir krympningen emeller- tid mindre.

Vid höga sträckningsgrader i första fasen bildas lätt en ganska lång hals och det år därför lämpligt att utgå från en slang av stor utgångsdiameter eftersom stabiliteten hos en sådan blir mycket bättre än för en slang av smalare ut- .QOÜR QÜNEÜ 10. 15. 20. 25. 30. 35. 8205912-2 9 gångsdimension. Det är också lättare att med en större slang uppnå hög kapacitet eller en bättre balanserad slutprodukt.

Det föredrages därför att munstycksdiametern överstiger 20 om vid förfarandet enligt uppfinningen. Lämpligen överstiger munstycksdiametern även 25 cm och helst även 30 cm. Av olika sätt att åstadkomma en ökning av massflödet vid den ökning av kapaciteten som uppfinningen möjliggör, föredrages så- ledes en ökning av munstycksdiametern. Munstycksspalten kan också tillåtas öka till exempelvis över l,2 och även över 1,5 mm. Större spalter än 3 mm eller särskilt 2,5 mm är i regel inte nödvändigt. En ökning av smältans hastighet ut ur munstycket är ett mindre lämpligt sätt att åstadkomma en kapacitetsökning vid sättet enligt uppfinningen eftersom det motverkar ett stort sträckförhållande i första fasen.

Utgångshastigheten (V0) kan därför hållas inom normala värden mellan l och 10 m/min. Den totala kapaciteten kan fördel hållas över 100, över 125 och helst även över kg/h. Uppblåsningsförhållandet i konventionell mening, förhållandet mellan slut- respektive begynnelsedíame- kan exempelvis hållas under 3,5:l och hålles helst un- der 2,5:l. Sluthastigheten (V2) kan med uppfinningen ligga över 75 m/min. och för maximal produktion även över l00 m/min. Nerdragningsförhållandet kan på normalt sätt ligga mellan lO och 200 och särskilt mellan 50 och 150. Det är av uppfinningen tillverka tunnare fil- med l50 dvs. ter möjligt att med hjälp mer med bibehållen hållfasthet. Sluttjockleken kan exempelvis ligga under 20/um och även under l5jum.

Begynnelsetemperaturen för smältan vid utträdet ur munstycket och hastigheten med vilken kylningen sker till frosttemperaturen påverkar halsens utformning. Vid avtagande begynnelsetemperatur och ökande kylhastighet tenderar halsen att bli kortare vid i övrigt konstanta förhållanden. Enligt uppfinningen är det fördelaktigt med relativt lång hals, i storleksordningen över 3 och helst även över 5 munstycke- diametrar. Normala begynnelsetemperaturer ligger mellan 180 och 250% och enligt uppfinningen är det fördelaktigt att ligga i den nedre delen av detta intervall och före- trädeevie meiien 190 och 250%. Kyinaetighetcn kan också minskas för att öka halslängden, exempelvis genom använd- Poban Vin-iaf? 1 na , .-.__ ,..-l______..___...l.“ 8205912-2 10. 15. 20. 25. 30. 35. . övre delen av halsen hålles 10 ning av mindre eller varmare kylluft. För syftet enligt upp- finningen är det lämpligt med en så likformig sträckning som möjligt i halsen, dvs. töjningen skall ske i hela halsen, och för detta ändamål är det lämpligt att viskositeten i den hög genom en låg temperatur i denna. I _ ' Termoplastmaterialets egenskaper och sammansättning kan i viss mån användas för att påverka sträckningsmönst- ret. En hög smältstyrka hos materialet eftersträvas efter- som detta underlättar utbildningen av en väl sammahållen hals och jämn sträckning i denna, vilket i sin tur underlät- tar stor sträckning i första fasen och hög V1. Lägre smält- styrka leder till mindre likformig sträckning över halsens hela höjd och därför exempelvis mindre V1. Smältstyrkan kan ökas genom att blanda LD-polyeten i de linjära kvalite- terna eller införa kraftigt grenade strukturer i dessa, var- vid dock de fördelaktiga egenskaperna hos de linjära materia- len i övrigt går i viss mån förlorade. Det föredrages därför att smältstyrkan ökas med bibehållen linjäritet hos materia- let, vilket således till minst 90 procent och helst till 100 procent bör utgöras av linjära komponenter. Hög smält- styrka kan då erhållas exempelvis genom Ökning av mol- viktsfördelningen MW/Mn som bör ligga mellan 5 och 50 och helst även nællan l0 och 25, grwmmihöjning av molvikten MW som bör ligga mellan 100 000 och 500 000 och helst mellan 150 000 och 300 000 eller på annat sätt ökning av viskositeten genom tillsatser. Ett särskilt fördel- aktigt sätt att höja smältstyrkan för LLD är att öka mängden och/el- ler längden av de grenar som på ett kontrollerat sätt införes i den linjära kedjan i lågtrycksmaterialen, vilket ovan be- rörts. Då korta sidogrenar införes i ett huvudsakligen rät- linjigt material sjünker först densiteten och smältstyrkan. ökas grenmängden ytterligare sjunker densiteten endast något ytterligare och smältstyrkan ökar. Företrädesvis användes därför comonomerer med mer än 5, helst fler än 6, kolatomer, dock mindre än 15 kolatomer. Antalet sidogrenar per 1000 kol- atomer i kedjan kan med fördel ligga mellan 10 och 70 och- företrädesvis mellan 20 och 50. Densiteten bör vara över 930 kg/mš.

För produktens egenskaper är orienteringen av betydel- se och inte det utförda sträckförhållandet som sådant. Orien- pose QUWW 10. 15. 20. 25. 30. 35. 8205912-2 ll teringen som erhållits i materialet kan objektivt faststäl- las genom relaxeringsprov, varvid materialet uppvärmes i ugn till dess spänningarna utlöses och en krympning i proportion till orienteringen erhålles. Oftast önskas en likformig krymp- ning i alla riktningar, dvs. omkring 50/50 orientering i maskínriktning i förhållande till orienteringen i tvärrikt- ningen. Eftersom stor tvärsträckning är.svårt att åstadkom- ma kompromisser man ofta något med den ideala balanseringen av materialet och tillåter större orientering i maskinrikt- ningen exempelvis 60/H0, 75/25 eller rent av 80/20. I en del fall kan snedbalanseríng till och med vara ett önskemål. Upp- finningen kan tillämpas för att maximera kapaciteten vid alla önskade sträckförhållanden.

Med hänsyn till de många faktorer som påverkar filmblås- ningsprocessen är det osannolikt att uppnå optimala betingel- ser av en slump. För ett givet termoplastmaterial i en given anläggning är det enligt uppfinningen lämpligt att utifrån den önskade slutorienteringen först inställa ett något för högt sträckförhållande i maskinriktningen jämfört med sträck- ningen i tvärriktningen, genom bortdragning av filmen med re- lativt hög hastighet från apparaturen och användning av för- hållandevis litet gastryck i blåsan, därefter förändra smäl- tans utgångstemperatur, kylhastighet eller kylmönster till dess fílmhastigheten vid halstoppen enligt ovan angivna vär- den, och helst även till minimal diameter på halsen erhålles och därefter öka gasmängd eller tryck i blåsan tills maximal tvärsträckning utan instabilitet uppnås varefter draghastig- heten ändras om sträckresultatet inte är det önskade. Om film- hastighet eller diameter vid halstoppen ändras vid justering av längs- och tvärsträckförhållandena kan tillvägagångssättet med fördel upprepas en eller flera gånger tills maximal V1 vid maximal produktion erhållits. _ Eftersom slutorienteringen är den väsentligaste para- metern för bedömning och optimering av processen och eftersom prövning av erhållen slutorientering med hjälp av relaxerings- prov enligt ovan är omständligt och långsamt, föreligger be- hov av att lätt kunna bedöma slutorienteringen från i pro- cessen använda parametrar och ändringar i dessa. Det har ob- 1serverats,.att om sträckprocessen uppdelas och bedömes som Poor. QUALITY 8205912-2 10. 15. 20. 25. 30. 35- 12 ett tvåstegsförfarande med halsens övre eller smalaste del som delningspunkt, kan sträckförhâllandena bedömas med hög grad av kontroll och förutsebarhet. Utöver normalt tillgäng- liga processdata fordras för detta endast uppmätning av dia- meter och filmhastighet vid den övre delen av halsen och des- sa mätningar kan utföras med enkla medel. Diametern kan exem- pelvis avläsas mot en skala och filmhastigheten kan bestämmas exempelvis med hjälp av en roterande skiva som placeras mot filmen, vilket filmen i denna punkt tål. Förutomsom hjälp- medel vid optimering av filmblåsningsprocessen kan tvåstegs- analysen användas vid jämförelse och kvalitetsgradering av erhållna filmmaterial. Förfarandet beskrivs närmare nedan i anslutning till figurbilagan.

Figurbeskrivning Figurbilagan visar ett nomogram lämpligt att använda vid analys av sträckningsmönstret i en filmblåsningsprocess och baserar sig på ej uppdelning av processen i två steg (jämför de sohematiska bilderna av blåsan nederst i nomogram- met). Det ena steget avser sträckningen från munstycksut- loppet (nivå 0) till halsens övre eller smalaste del (nivå l) medan det andra steget avser sträckningen från nivå l till frostlinjen (nivå 2). För analys av det första steget använ- des nomogrammets vänstra del och för analys av det andra steget användes nomogrammets högra del. Skuggade områden i diagrammet anger föredragna områden då hög produktion efter- strävas. A Användningen av nomogrammet belyses med ett inritat exempel. I den vänstra nomogramhalvan markeras på den hori- sontella kapacitetsskalan Q produktionshastigheten, i dettai fall 100 kg/h och en lodrät linje drages nedåt från denna punkt tills den skär en av de räta linjerna för den använ- da munstycksdiametern 00, i detta fall 200 mm. Från denna punkt dras en vågrät linje åt vänster i diagrammet tills den skär en av de räta linjerna för munstycksspaltens stor- lek s som i detta exempel är l,2 mm. Om så önskas kan mass- flödet per cm av munstycksomkretsen uttryckt i kg/h/cm av- läsas vid den vågräta linjen där den passerar axeln marke- rad "flow rate". Vikten av halsen per meter kan vid behov avläsas på den lodräta axeln under "flow-rate"-axeln om en 10. 15. 20. 25. 35- 8205912-2 13 lodrät linje drages från den tidigare omtalade skärnings- punkten med s-linjen 1,2 till skärningspunkten för den nedre kapacitetskurvan Q för l00 kg/h och därefter förs ut till höger till den nämnda axeln där värdet ca 0,55 kg/m kan av- läsas. Från skärningspunkten på s-linjen 1,2 mm skall en linje dragas vertikalt uppåt, varvid filmhastigheten vid nivå 0 kan avläsas (ca 5 m/min.) vid skärningspunkten med axeln markerad med V0 varefter linjen drages vidare till skärnings- punkten med en av linjerna för filmhastigheten V1 vid nivå l, som uppmätes i processen och i detta fall är 15 m/min. För att erhålla sträckförhållandet i maskinriktningen under den första fasen dras från denna skärningspunkt en horisontell linje åt höger till skärningspunkten med linjen markerad V1/V0 eller till skärningspunkten med linjen markerad med SRMD(o) där sträckförhållandet i detta fall kan avläsas till ca 5. Sträckförhållandet i tvärriktningen 01/00 kan konstrue- ras om man på den tidigare använda linjen för munstycksdia- metern-00 200 mm markerar skärningspunkten med kurvan 01 för den i processen uppmätta halsdiametern 01 vid nivå l, i detta fall ca 200 mm och drar en vertikal linje från denna punkt uppåt varvid tvärsträckförhållandet l:l kan avläsas på axeln markerad SRTD(O). En kvadrant kan nu fullbordas i SR-diagrammet med hjälp av vilken den sträckning i längs- och tvärriktningarna som ägt rum mellan nivåerna 0 och l kan visuellt analyseras ifråga om storlek och inbördes för- hållande. I detta fall har således ingen sträckning skett i TD medan sträckningen i MD varit 5 ggr. Denna sträckning kan dock anses relaxerad.

På motsvarande sätt kan sträckmönstret under den andra fasen analyseras med hjälp av nomogrammets högra del. Utgåen- de från det tidigare kapacitetsvärdet 100 kg/h kan en punkt markeras på kapacitetsaxeln Q och en vertikal linje dragas nedåt från denna punkt till dess den skär linje 02 för tu- bens slutdiameter, vilken i detta fall är 700 mm. Från denna punkt förs linjen horisontellt åt höger tills den skär linjen tg för filmens sluttjocklek; vilken här är l0/um. Filmens vertikala sluthastighet (75 m/min.) kan nu avläsas på skalan V2 om en linje drages vertikalt uppåt från den nyssnämnda skärningspunkten och om linjen drages vidare uppåt till Pooï: o-ïïzflflerrv 8205912-2 lä skärningspunkten på kurvan för den uppmätta filmhastigheten V1 vid nivå l, 15 m/min., kan den därefter föras ut horison- tellt mot vänster för att ge sträckningen som ägt rum mellan nivå 1 och 2, antingen på skalan V2/Vi eller på skalan SRMD(l) 5. där cirkavärdet 5 kan avläsas, dvs. lika med MD-sträckningen under första fasen. Sträckningen i tvärriktningen för det and- ra sträckmomentet kan konstrueras utgående från skärnings-r punkten mellan de överlagrade kurvorna för halsdiametern 01 och slutdiametern 02, värdena 200 respektive 700 mm, om från 10. denna punkt en vertikal linje drages uppåt till skärnings- punkten på axeln SRTD(l) där sträckförhållandet ca 3,5 kan avläsas. Om linjen drages vidare uppåt till skärningspunkten med den tidigare inritade linjen för sträckningen i maskin- riktningen kan en kvadrant i det högra SR-diagrammet full- 15. bordas med hjälp av vilken sträckmönstret mellan nivåerna l och 2 kan visuellt analyseras. I detta fall är således sträckningen under den andra fasen ca 60/H0. Uppblåsnings- förhållandet, dvs. förhållandet mellan blåsans slutdiameter ø2 20. en linje drages vertikalt uppåt från en skärningspunkt mellan 02~linjen (700 mm) och den förlängda 00-linjen (200 mm) från nomogrammets vänstra halva. BUR-värdet är i detta fall 3,5.

Då sträckmönstret i de båda sträckriktningarna bedöms med ledning av de två konstruerade kvadranterna måste beak- 25. tas att slutorienteringen i materialet inte följer direkt av den sträckning som ägt rum i de båda sträckriktningarna, varken i fråga om grad eller riktning. Exempelvis resulte- och munstycksdiametern 00, kan avläsas på skalan BUR om rar, som nämnts, sträckningen mellan nivå 0 och l inte i nå- gon nämnvärd orientering på grund av samtidigt pågående re- 30. laxation, medan det hastiga förloppet mellan nivåerna l och 2 gör att den högra kvadranten mer fullständigt återspeglar erhållen orientering. Materialet kan således anses vara orien- terat på ett sätt som motsvarar sträckningen enligt den högra kvadranten, dvs. MD/TD omkring 60/H0. 35, Exempel. 5 c En HD-polyeten med molvíkt omkring 200 000, Mlal om- kring l0, molviktsfördelning (MW/Mn) omkring 15, densitet omkring 955 och med omkring 2 korta sidogrenar per 1000 kol- atomer samt innehållande konventionella antioxidanter och v 'NYTT ...i H s u, i QGÜÉQÜBJ 10. 8205912-2 15 smörjmedel, filmblåstes 1 en filmblåsningsanläggning med en munstycksdiameter av 200 mm och en spaltbredd av 1,2 mm.

Processen inställdes så att en filmhastighet vid hal- sens övre del (V1) av 20,5 m/min. erhölls vid en diameter på halsen av något mindre än 200 mm.

Härvid kunde en produktion av 107 kg/h erhållas vid en bortdragningshastighet för den färdiga filmen (V2) av 82 m/min., en sluttjocklek för filmen av 12 pm, ett uppblås- ningsförhållande (EUR) av 3:1 och en halslängd (L) av l,3 meter.

Ett material erhölls som var väl balanserat, trots den höga produktionskapaciteten, och som vid rivnrov visade att en ytterligare sträckning i maskinriktningen hade varit möj- lig utan försämring av kvaliteten.

.H-“øaull Pw» -

Claims (9)

1. 8205912-2 10. 15. 20. 25. 16 Patentkrav l. Förfarande vid kontinuerlig filmblåsning av sådana linjära termoplastmateríal, som efter plastsmältans utträde ur ett cirkulärt munstycke vid tillförsel av luft till slang- ens inre bildar ett halsparti med i huvudsak konstant dia- meter och en därefter sig hastigt vidgande huvudblåsa, k ä n n e t e c k n a t därav, att hastigheten på filmen vid halsens övre del (V1) hålles över 15 m/min och att sträck- förhållandet i maskinriktningen upp till halsens övre del uttryckt som V1/V0 ärrminst lika stort som sträckförhållandet i maskinriktningen mellan halsens övre del och frostlinjen uttryckt som V2/V1.
2. 2, Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c'k n a t därav, att hastigheten (V1) hålles
3. 3. Förfarande enligt krav l, över 20 m/min. k ä n n e t e c k n a t därav, att munstyoksdiametern (00) överstiger 200 mm. Ä.
4. Förfarande enligt krav 1, k ä n n-e t e c k n a t därav, att munstycksdiametern (00) överstiger 250 mm.
5. 5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att halsens längd (L) från munstycksöppningen till dess övre del överstiger 5 gånger munstycksdiametern (00).
6. 6. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att filmens sluthastighet V2 är större än 75 m/min.
7. 7. Förfarande enligt krav l, k ä nrn e t e c k n a t därav, att produktionskapaciteten överstiger 100 kg/h.
8. 8. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att uppblâsningsförhållandet (BUR) är mindre än 3,5.
9. 9. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att munstycksspalten överstiger 1,2 mm. agg: Éotaiïïï g