CZ288923B6 - Křížově laminovaný materiál a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

K° ov laminovan² materi l vytvo°en² z nejm n dvou f li z orientovan ho termoplastick ho polymern ho materi lu, v n m ka d f lie je jednoose nebo dvouose orientovan nesymetrick²m zp sobem a hlavn sm ry jednotliv²ch f li jsou vz jemn p°ek° en . K° ov laminovan² materi l obsahuje r²hovan² vzor, tvo°en² rozd ly v tlouÜ ce, kter² obsahuje ebra, kter jsou tlustÜ ne pr m rn tlouÜ ka vrstven ho materi lu a maj obecn konk vn a obecn konvexn povrch. K° ov laminovan² materi l ve tvaru p su je roztahov n ve sm ru, p° n m ke sm ru postupu p su pou it m dr kovan²ch v lc , p°i em jsou nejm n dv f lie plynule laminov ny dohromady. P° n roztahov n je prov d no tvarov n m termoplastick ho materi lu zvln n ho tvaru pr °ezu p°i teplot pod bodem taven . Po tvarovac operaci jsou stabilizov ny vrcholov sti vln na alespo jedn stran k° ov laminovan ho materi lu a k° ov vrstven² materi l je mezi stabilizovan²mi stmi p° n roztahov n pou it m dr kovan²ch v lc .\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zdokonalených křížově laminovaných materiálů vytvořených z nejméně dvou fólií z orientovaného termoplastického polymemího materiálu, kde každá fólie je jednoose nebo dvouose orientovaná nesymetrickým způsobem a hlavní směry jednotlivých fólií jsou vzájemně překřížené, a křížově laminovaný materiál vykazuje rýhovaný vzor, tvořený rozdíly v tloušťce, odpovídající různým poměrům roztažení ve směru kolmém k rýhám, a zlepšeného způsobu výroby křížově laminovaných materiálů tohoto typu.

Stav techniky

Způsob výroby křížově laminovaných materiálů z orientovaných fólií je známý zejména ze spisu GB-A-1 526 722. U tohoto známého vynálezu je materiál před křížovým laminováním tavně orientován obecně jednoose a je dvouose orientovaný po křížovém laminování přednostně při teplotách blížících se pokojové teplotě. Tavná orientace může být velmi slabá, ale je vždy spojena s použitím směsí polymerů, které jsou dostatečně neslučitelné, aby tvořily dvoufázová nebo vícefázová zrna polymeru vlivem tavné orientace, přičemž zrna mají velmi podstatný vliv na pevnostní vlastnosti konečného křížově laminovaného materiálu. Aby se zvětšila odolnost proti šíření trhlinek je vazba mezi fóliemi obvykle slabá, ale může být doplněna silnou vazbou v bodech nebo v liniích.

Úkolem tohoto známého vynálezu je vytvoření fóliového materiálu, který má ve všech ohledech vysoké pevnostní vlastnosti. Jedno z jeho důležitých použití je použití na pytle a pro podobné obalové účely.

Dále podle shora zmíněného britského dokumentu, příčné roztahování, které následuje po křížovém naskládání tavně orientovaných fólií, kdy je pás naskládaného materiálu roztahován ve směru příčném ke směru postupu pásu, se s výhodou provádí průchodem naskládaného materiálu několika sadami vzájemně do sebe zabírajících drážkovaných válců, jejichž drážky jsou co možná nejjemnější. Naskládaný materiál je také normálně, ale ne nezbytně, podélně roztahován plynulým způsobem mezi hladkými válci před, mezi nebo po uvedených krocích roztahování drážkovanými válci. Rozlišujeme mezi naskládáním, které může, ale nemusí obsahovat vzájemnou vazbu fólií a laminováním, které vždycky zahrnuje takovou vazbu.

Pro dosažení optimálních vlastností v absorbování energie, například odolnosti proti šíření rázových trhlin, provádějí se různé roztahovací operace, které následují po křížovém naskládání, při teplotách značně nižších než jsou pásma tavících teplot fólií a mohou se dokonce provádět i při normální pokojové teplotě.

Podle shora uvedeného britského dokumentu může se křížové laminování fólií majících jednoosou nebo nesymetrickou dvouosou tavnou orientaci provádět již při procesu vytlačování při použití proti sobě se otáčejících částí vytlačovací matrice, ale může být také dosaženo pomocí šroubovitého řezání tavně orientovaných trubkovitých fólií.

Proto mohou být trubkovité fólie tavně orientovány v podélném směru, šroubovité rozřezány například pod úhlem 45° po ztuhnutí a potom naskládány tak, aby uvedené hlavní směry se vzájemně křížily, to je byly vzájemně kolmé pokud byly všechny úhly řezu 45°.

V této souvislosti zveřejněná přihláška s číslem WO-A-89/12533 uvádí zejména praktické způsoby šroubovicového řezání trubkovitých fólií a rovněž popisuje vhodný způsob jak dosáhnout tavnou orientaci, která může být podle požadavku kolmá ke směru průchodu fólie strojem. Posledně jmenovaný způsob sestává nejprve z vytažení trubkovité fólie z vytlačovací hubice šroubovicovým pohybem k vytvoření tavné orientace trubkovité fólie, která svírá s osou trubky úhel (například 30°) a potom ze šroubovicového řezání trubkovité fólie (například pod úhlem

-1 CZ 288923 B6

60°) způsobem, kterým se zvětšuje úhel mezi směrem průchodu strojem a hlavním směrem tavné orientace. Takže při použití shora uvedeného příkladu, kdy šroubování je pod úhlem 30° a řezání pod úhlem 60°, se dosáhne po šroubovicovém rozříznutí tavná orientace kolmá ke směru průchodu strojem. Tato fólie může být plynule skládána s fólií, která je tavně orientována 5 především ve svém podélném směru (ve směru průchodu strojem) k vytvoření kolmého křížového uspořádání.

Rýhovaný vzor křížově laminovaného materiálu tvořený rozdíly v tloušťce se vytvoří vždy jako výsledek roztahování mezi drážkovanými válci, s výjimkou, jsou-li provedena zvláštní opatření, která budou popsána dále. Podle výše zmíněného britského dokumentu, tyto rozdíly v tloušťce, 10 které tvoří podélně rýhovaný vzor vzniknou náhodně, jako výsledek interference mezi průběhy roztažení při každé operaci roztahování prováděné drážkovanými válci. Pokud není přehnaný, může mít rýhovaný vzor pozitivní vliv na sklon k šíření trhlin a mírně pozitivní vliv na samonosnost (tuhost při ohýbaní materiálu kolem linie kolmé k jeho podélnému směru).

Avšak, je-li tento náhodný vzor tvořený proměnnými tloušťkami příliš výrazný, má velmi 15 negativní vliv na odolnost proti ultrafialovému záření, na potiskovatelnost a na odolnost proti pronikání vlhkosti, aromatických látek a par.

Zvláštním znakem této technologie je to, že jednotlivé fólie mohou být k sobě připevněny příčným roztažením mezi drážkovanými válci a tento účinek může být řízen vhodnými povrchovými vrstvami na fóliích, které jsou proto prvotně vytvořeny spoluprotlačováním. Při 20 spoluprotlačovacím procesu se také provádí opatření, kterými se finální laminovaný materiál opatří tenkými povrchovými vrstvami požadovaných vlastností, zejména vrstvami zlepšujícími svařování teplem nebo vrstvami upravujícími třecí vlastnosti.

Další vývoj známé výše popsané technologie je uveden v dokumentu US-A-4 629 525. Zde je popsán stabilizační proces, při kterém je křížově laminovaný materiál shora uvedeného druhu 25 ohřát, přičemž je dovoleno alespoň 7% příčné smrštění (to je příčně k podélnému směru materiálu a k rýhám vytvořeným drážkovanými válci) a s výhodou také podélné smrštění. Kromě stabilizačního účinku, což znamená, že za studená roztažený laminovaný materiál nemá sklon se smršťovat během používání nebo skladování při normálních teplotách, jsou zde ještě důležité vedlejší účinky. Jedním z nich je, že shora zmíněné rozdíly v tloušťce (rýhový efekt) se mohou 30 znatelně zmenšit, protože příčné smrštění nastává hlavně když materiál je příčně přetažen. Jiný důležitý vedlejší účinek je podstatné zvýšení meze průtažnosti v příčném směru. Třetím účinkem je zvýšení slabé vazby, která se prvotně vytváří vzájemným blokováním šroubovicově řezaných fólií mezi drážkovanými válci.

Příčné smrštění se s výhodou získá přiváděním křížově laminovaného materiálu, zatímco je ve 35 vhodném rozsahu plisován, na horké válce (odkud může pokračovat na ještě více ohřáté válce) tak, aby se plisování postupně ztrácelo, zatímco se křížově laminovaný materiál smršťuje.

Tento dokument také popisuje výhodné polymerové směsi pro hlavní vrstvu spoluprotlačované fólie pro tyto křížově laminované materiály obvyklého typu, zejména směsi polyetylénů o vysoké molekulární hmotnosti, vysoké hustotě a lineárních polyetylénů o nízké hustotě nebo podobných 40 lineárních polyetylénů s podstatně nižší molekulovou hmotností než prvně zmíněná složka, ke které může být volitelně přidán polypropylen.

Konečně, v popisné části uvedeného dokumentu je uvedeno, že křížově laminované materiály pro výrobu pytlů by měly být přednostně vyrobeny z tavně orientované trubkové fólie rozřezané pod úhlem v rozmezí 10° až 35° místo úhlu 45°. Další zdokonalení shora popsané technologie 45 výroby obvyklého typu křížově laminovaného materiálu je uvedeno ve WO-A-88/05378. V tomto dokumentu má alespoň první pár drážkovaných válců zvláštní konstrukci a funkci. Drážkové jemné kruhové zuby mají skloněné boční stěny přičemž boční stěny na spolupůsobících drážkovaných válcích do sebe zapadají velice přesně a pracují za vysokého válcovacího tlaku tak, že příčné roztažení nastává nejen napínáním ale také stisknutím nebo příčným kalandrová

-2CZ 288923 B6 ním laminovaného materiálu nebo naskládaného materiálu (tak jak je podrobněji popsáno v citovaném dokumentu).

Tímto způsobem bylo možno vyrobit shora popsaný křížově laminovaný materiál v lepší kvalitě a se značně zvýšenou výrobní kapacitou. Toto zvýšení je umožněno tím, že tímto způsobem lze vyrábět společně dva nebo více křížově laminovaných materiálů a oddělit je od sebe na konci výrobního procesu.

Původce rovněž zahrnul do technologie vytlačení reliéfů umístěných vedle tepelných spojů pytle, které je popsáno v dokumentu WO-A-89/10312, a které je uzpůsobeno k vyvolání rázy tlumícího a síly omezujícího účinku, zvyšujícího pádovou odolnost tepelně svařovaných pytlů z orientovaného nebo tuhého fóliového materiálu naplněných práškovým nebo granulovaným zbožím.

Kombinací shora zmíněných vynálezů může původce také vyrábět obchodně a ekonomicky výhodným procesem tepelně svařované pytle z křížově laminovaných materiálů o plošné hmotnosti například 60 až 80 gm'² určené pro těžký provoz, které se z hlediska meze průtažnosti, meze pevnosti v tahu, odolnosti proti proražení, odolnosti proti šíření trhlin a pádových zkoušek ukázaly lepší než pytle z polyetylénu o nízké hustotě nebo lineárního polyetylénu o nízké hustotě o dvojnásobné plošné hmotnosti. Avšak vlivem nedostatečné samonosnosti křížově laminovaných materiálů těchto plošných hmotností (řídkost), se tyto pytle obecně dosud nesetkaly s příznivým přijetím na trhu, protože automatická nebo ruční manipulace spojená s jejich plněním (pytlováním) se považuje za příliš obtížnou a nespolehlivou. V této spojitosti je nutno poznamenat, že schopnost samonosnosti fólie o rovnoměrné tloušťce (která je výsledkem tuhosti fólie) se mění s druhou mocninou tloušťky.

Podstata vynálezu

Hlavním úkolem předloženého vynálezu je proto vytvořit křížově laminovaný materiál (shora popsaného typu) mající podstatně zlepšenou samonosnou schopnost. Další úkoly budou zřejmé z dále uvedeného popisu.

Zvláštní znaky výrobku podle prvního hlediska vynálezu spočívají vtom, že rýhovaný vzor křížově laminovaného materiálu obsahuje žebra, která jsou tlustší než průměrná tloušťka vrstveného materiálu, mají obecně konkávní a obecně konvexní povrch tvořící ohyby žebra příčně kjeho podélnému směru, přičemž materiál v ohraničení žeber nebo v jeho blízkosti je, ve stavu bez napětí, ohnut do opačného směru než u žebra a materiál mezi dvěma sousedními žebry má tak obecně rovinný tvar.

Zvláštní zakřivený tvar tlustších žeber s bezprostředně přilehlým materiálem, zejména ohnutým k jedné straně hlavního tělesa žebra a k druhé straně poblíž jeho hranice, vytváří vysokou tuhost je-li křížově laminovaný materiál ohýbán podél příčné linie a nižší tloušťka mezi žebry ulehčuje ohýbaní kolem podélné linie, což je také důležité při ruční nebo automatické manipulaci s křížově laminovaným materiálem, protože nezbytná samonosnost plochého materiálu často vyžaduje, aby obsluha nebo manipulační zařízení během manipulace materiál mírně ohnulo.

Zebra jsou s výhodou uspořádána v obecně pravidelném vzoru po v podstatě celé šířce materiálu. Je však nutno poznamenat, že způsob, který bude popsán dále, může být citlivý na vliv různých parametrů zpracování, což je důvod, proč mohou být značně výrazné odchylky v pravidelnosti rozložení a také tvaru žeber.

V závislosti na zamýšleném použití křížově laminovaného materiálu mohou zakřivená žebra v alternativních provedeních bud’ vystupovat z obou povrchů křížově laminovaného materiálu (viz obr. 2) nebo mohou vystupovat jenom z jednoho povrchu (viz obr. 1).

Vynález poskytuje podle prvního hlediska způsob výroby nového žebrovaného křížově laminovaného materiálu, při kterém je pás křížově laminovaného materiálu roztahován ve směru příčném ke směru postupu pásu použitím drážkovaných válců, přičemž jsou nejméně dvě fólie

-3CZ 288923 B6 plynule laminovány dohromady. Příčné roztahování je prováděno tvarováním termoplastického materiálu zvlněného tvaru průřezu při teplotě pod bodem tavení na alespoň jednom křížovém laminátu křížově vrstveného materiálu a během nebo po tvarovací operaci jsou stabilizovány vrcholové části vln na alespoň jedné straně křížově laminovaného materiálu a křížově vrstvený materiál je mezi stabilizovanými částmi příčně roztahován použitím drážkovaných válců, přičemž toto roztahování je přizpůsobeno k udržování alespoň tvarové paměti materiálu ve stabilizovaných částech zvlněného tvaru a následně, jestliže je zachována pouze tvarová paměť, se znovu částečně vytvoří zvlněný tvar tepelným smršťováním podél směru kolmého ke směru pohybu pásu.

Druhé hledisko předloženého vynálezu se týká zdokonalení způsobu roztahování popsaného ve spisu WO-A-88/05378. Toto zdokonalení je užitečné zejména ve spojení s účinnou výrobou struktury zakřivených žeber, ale má i jiná použití vzhledem k dosažené vysoké pravidelnosti roztažení.

Toto hledisko bude blíže popsáno po obecném popisu provedení struktury zakřiveného žebra nebo žebra tvaru U a způsobu výroby této struktury.

Laminovaný materiál se zakřivenými žebry má průměrnou mezivrcholovou vzdálenost mezi sousedními žebry přednostně mezi 1 a 10 mm.

Průměrná tloušťka materiálu mezi hranicemi žeber, definovanými jako místa, kde se tloušťka žebra vyrovnává s průměrem tloušťky křížového laminovaného materiálu v lokální oblasti kolem žebra, zahrnující dané žebro a několik sousedních žeber, je alespoň o 15 % a s výhodou o 30 % nižší než maximální tloušťka žebra.

Tloušťkou je v daném bodě plochy laminovaného materiálu míněna nejkratší vzdálenost mezi tímto bodem a protilehlou povrchovou plochou. V žebrech to běžně není vzdálenost podél přímky procházející kolmo na povrchovou plochu v daném bodě, protože obě povrchové plochy nejsou rovnoběžné.

Průměrná tloušťka materiálu je vypočítaná změřením hmotnosti určité plochy materiálu (v nenapnutém stavu) a ze znalosti průměrné hustoty polymemího materiálu použitého k výrobě laminovaného materiálu. Průměrná tloušťka je tedy ve směru kolmice k celkové rovině laminovaného materiálu.

Při porovnávání tloušťky žeber s průměrnou tloušťkou materiálu je nutno vzít v úvahu, že běžně se vyskytuje značná proměnnost tloušťky protlačeného fóliového materiálu (běžně není menší než ±5 % a často než ±10 %), že drážkované válce vlivem svého průhybu mohou způsobit nižší stupeň roztažení uprostřed ve srovnání s okraji a že na druhé straně vyrovnávání, které následuje po roztahování drážkovanými válci a které se obvykle provádí banánovými válci, je nejúčinnější uprostřed. Proto zmíněné porovnání musí být prováděno na lokální bázi a ne porovnáním s průměrnou tloušťkou celého křížově laminovaného materiálu.

Obecně řečeno, bylo zjištěno, že rozdíly v tloušťce, které jsou vlastní tomuto prvnímu hledisku předloženého vynálezu, nesnižují významně pevnostní vlastnosti jako mez pevnosti v tahu, mez průtažnosti, odolnost proti šíření trhlin, rázovou pevnost a odolnost proti proražení. Důvod je v tom, že nižší tloušťka v místech tvořících podélné linie je kompenzována vyšším stupněm příčné orientace. Avšak pádová pevnost tepelně svařovaného pytle naplněného práškovým nebo zrnitým materiálem může být podstatně negativně ovlivněna velmi tenkými částmi. Pytel pak může prasknout podél čáry těsně vedle tepelného sváru, ve které byl materiál roztaven během tepelného svařování a tím ztratil celou nebo větší část své orientace. Ve výhodném provedení vynálezu proto obvykle není v podstatě žádná místní tloušťka menší než 30 % a s výhodou není menší než 50 % průměrné tloušťky laminovaného materiálu.

Úhel mezi tečnými rovinami na konkávní straně žebra v blízkosti obou jeho hranic, kde je tento úhel maximální, jmenovitě úhel z obr. 3, by měl být přednostně alespoň 10°, vzato jako průměr pro různá žebra, a ještě výhodněji mezi 25° a 90°. Významně to ovlivňuje samonosnost

-4CZ 288923 B6 křížového laminátu, ale také to dodává laminovanému materiálu objem a pružnost při vertikálním tlaku. Tento objem a pružnost jsou důležité pro manipulaci s křížově laminovaným materiálem a jsou také jedním z cílů vynálezu.

Požadavek, aby plochy materiálu na hranicích žeber nebo v jejich těsné blízkosti byly v nenapjatém stavu ohnuty v opačných směrech k odpovídající ploše žeber má za následek, že křížově laminovaný materiál má v podstatě plochý vzhled spíše než vlnitý. Například u křížově laminovaného materiálu plocha žebra, která je konvexní v žebru přechází do konkávní na hranici žebra nebo v její těsné blízkosti (obvykle bezprostředně) na druhé straně od žebra. Může zůstat v podstatě konkávní až k nebo na hranici sousedního žebra, například jsou-li obě žebra na stejném povrchu křížově laminovaného materiálu. Účelem je, aby zakřivení plochy poblíž hranic žebra přešlo na konkávní je-li konvexní a naopak a stupeň zakřivení byl relativně vysoký (to je poloměr zakřivení malý) v blízkosti hranic žeber a potom se postupně snižoval než se znovu zvyšuje směrem k dalšímu žebru. Tvar povrchu v provedení se sousedními žebry vytvořenými na stejné straně křížově laminovaného materiálu lze považovat za vlnitý tvar se zesílenými žebrovými částmi s profilem podobným pozitivní (nebo negativní, podle okolností) části sinusové křivky, ale s částí mezi žebry relativně protaženou (podél x-ové souřadnice). U křížově laminovaného materiálu s žebry střídavě na obou stranách, je profil opět vlnitý s žebry majícími profil podobný sinusové křivce, ale opět oddělenými protaženými částmi (podél x-ové souřadnice).

Křížově laminovaný materiál podle předloženého vynálezu se tak liší od výrobku popsaného v dokumentu WO-A-88/05378 a znázorněného na jeho obr. 6. Laminovaný materiál znázorněný na obr. 6 uvedeného dokumentu nemá zesílené části žeber. Povrchy na obou stranách tohoto křížově laminovaného materiálu také mají obecně sinusový profil ale nemají protažené části mezi maximálními a minimálními oblastmi.

V předchozím textu bylo popsáno první hledisko vynálezu s ohledem na použití pro pytle a podobné účely, u kterých je požadována vysoká tuhost v jednom směru a mnohem nižší tuhost v druhém směru. Avšak v provedení podle tohoto hlediska, větší tloušťka žeber a jejich profil ve tvaru U jsou omezeny, alespoň zčásti vzorem příčných linií. Tyto linie působí jako poddajné linie tak, že křížově laminovaný materiál lze ohnout, nejen okolo podélných, ale také okolo příčných linií. V tomto provedení je předmětem zavedení objemu a vertikální pružnosti do křížově laminovaného materiálu současně s vysokou ohebností, která se vyžaduje zejména v textilních aplikacích například pro nepromokavé plachtoviny a krycí plachty.

Omezení tloušťky a tvaru U lze provést vymačkáním při teplotě pod bodem tavení, musí se však při tom dát pozor, aby se nezničila příčná odolnost proti trhlinám, nebo roztažením lokalizovaným do příčných linií, jako je například podélné roztahování popsané v dokumentu US-A-4 285 100 (Schwartz).

Jako zvláštní znak tohoto provedení je to, že vytvoření těchto příčných poddajných linií lze provádět při teplotě, která v kombinaci s působením tlaku vytváří pevnou vazbu, s výhodou skutečné svaření v těchto liniích, zatímco u zbytku křížově laminovaného materiálu je zachováno slabé spojení nebo je vůbec nespojen. Protože obvyklé slabé spojení je nutné pro odolnost proti šíření trhlin (jak již bylo uvedeno v úvodu), pevné spojení lokalizované do poddajných linií má takový účinek, že křížově laminovaný materiál může být opakovaně a silně ohýbán v obou směrech, jako když se nepromokavá plachtovina třepe v silném proudu vzduchu, aniž by se rozvrstvila. Použití příčných poddajných linií, které jsou současně linie se silnou vazbou, je skutečně velice užitečné nejen u křížově laminovaného materiálu se žebry ve tvaru U, ale také u jakéhokoliv křížově laminovaného materiálu typu, který je popsán v úvodní části nároku 1.

Jak bylo shora uvedeno v popisu je často výhodné aby materiál vykazoval velký odpor proti ohybu v podélném směru, ale nízký odpor proti ohybu podél příčných linií. Jsou však také využití, u kterých je vysoký odpor proti ohybu vyžadován ve všech směrech, například v běžném výrobním procesu pytlů s lepeným blokem dna. Pro taková použití je třeba, aby laminovaný

-5CZ 288923 B6 materiál s popsanými podélnými žebry přednostně měl další znak, jako je zvlnění v podélných průřezech.

Toho lze dosáhnout jednoduchým způsobem, například na pytli vytvořením linie, průchodem laminovaného materiálu s popsanou žebrovanou strukturou nejprve první sadou lisovacích válců, z nichž jeden je pryžový válec a druhý je ozubený válec, který může mít relativně ostré obrany na vrcholech zubů, které vytvoří na laminátu trvalý ohyb okolo těchto vrcholů a potom průchodem laminovaného materiálu druhou podobnou sadou lisovacích válců pro ohnutí laminátu v opačném směru atak, že laminát je střídavě ohnut v jednom a v druhém směru. Podélná žebra ve tvaru U jak byla shora popsána, mají důležitou funkci při stabilizaci tohoto ohýbání.

Výhodné složení laminovaného materiálu pro první hledisko předloženého vynálezu tvoří trojnásobné protlačené fólie s hlavní pevnostní vrstvou uprostřed a slabšími vrstvami na okrajových plochách pro usnadnění vazby mezi fóliemi a pro zlepšení vlastností při tepelném svařování křížově laminovaného materiálu. Hlavní vrstva těchto fólií sestává z 10 až 30% polyetylénu o nízké hustotě hlavně lineárního typu a zbytek je polyetylén o vysoké molekulární hmotnosti nebo polypropylen o vysoké molekulární hmotnosti nebo jejich kombinace. Tyto materiály jsou zvoleny tak, aby poskytovaly vysokou tuhost spolu s vysokou pevností a dobrou tepelnou svařitelností.

Zvlnění křížově naskládaného materiálu je docilováno použitím drážkovaných válců. Stabilizace vrcholových částí zvlněné struktury se dosáhne tímto tvarováním v blízkosti bodu tavení materiálu. Materiál je nejprve na takovou teplotu ohřát a pak je tvarován přes jeden nebo mezi dvěma lehce zabírajícími drážkovanými válci jejichž teplota je udržována pod teplotou křížově naskládaného materiálu tak, aby se zamezilo natahování materiálu na vrcholech drážkového válce nebo válců. Křížově naskládaný materiál je před dalším zpracováním ochlazen.

Alternativním způsobem docílení stabilizace je příčné zesítění při použití ozáření. Zakřivené části jsou k docílení jejich stabilizace ozářeny, například urychlenými elektrony, zatímco zbytek křížového laminátu není ozářen. Vhodné činidlo pro příčné zesítění může být přidáno při procesu , vytlačování. To může poskytnout velmi účinnou stabilizaci, aleje to také poměrně komplikované při praktické výrobě.

Nejpraktičtější a nejúčinnější způsob provádění tvarování a stabilizace zakřivených částí je provedení těchto dvou operací v jednom procesu použitím drážkovaných válců pracujících stlačováním. To znamená drážkovaných válců, u nichž mají drážky ven skloněné boční stěny, z nichž každá má část, která zapadá do (to je během operace je v podstatě rovnoběžná s) podobné části v protilehlém drážkovaném válci a tyto drážkované válce pracují pod vysokým válcovacím tlakem, aby se materiál mezi těmito rovnoběžnými částmi vymáčknul. Odkazuje se zde na dokument WO-A-88/05378, který byl již zmíněn v popisu známého stavu techniky, viz například obr. 2 tohoto dokumentu. Pro použití u prvního hlediska předloženého vynálezu, roztažení částí na vrcholech drážek válců je třeba zamezit nebo minimalizovat alespoň na jedné straně křížově laminovaného materiálu tak, že tyto části se stávají tlustšími než části, které byly vymáčknuty.

Tyto podmínky mohou být s výhodou přizpůsobeny i ke zvětšení tloušťky částí křížově laminovaného materiálu na vrcholech drážek válců.

Bylo zjištěno, že tvarování při použití stlačovacích sil má přiměřený stabilizační účinek.

Náhodně může vzniknout malé roztažení uprostřed vrcholu drážky během tlakového roztahování, které má za následek úzkou tenčí část uprostřed žebra obecného tvaru U, ve které se tenká část jinak konvexní části může stát nechtěně konkávní (viz obr. 4). Protože tento jev nenarušuje obecný charakter žeber, výrobek a způsob jeho výroby je stále v rozsahu vynálezu.

Pro umožnění roztahování široké fólie použitím vysokých tlaků pro vymačkání při udržení vysoké přesnosti vzájemného zapadání ploch drážkovaných válců, je roztahovací uspořádání přednostně rozděleno do segmentů přes celou šířku křížově naskládaného materiálu, jak je podrobně popsáno ve výše zmíněném dokumentu WO-A-88/05378, viz obr. 3,4 a 5.

-6CZ 288923 B6

Jak již bylo shora uvedeno dokument WO-A-88/05375 popisuje, jak dva nebo více křížově laminovaných materiálů naskládaných jeden na druhém, může být příčně roztaženo společně mezi stlačujícím způsobem pracujícími drážkovanými válci a potom později odděleno. Tento způsob je zejména výhodný ve spojení s prvním hlediskem vynálezu (vytvářením žeber tvaru U) nejen pro vysokou výrobní kapacitu a zvýšenou kvalitu ploch, které se od sebe oddělí, ale také proto, že vymačkání materiálu do částí na vrcholech drážkovaných válců je během operace ulehčeno, když je křížově naskládaný materiál relativně tlustý.

Křížově naskládaný materiál je podélně roztažen před stabilizační operaci nebo v operaci, která následuje po stabilizační operaci bez ohledu na to, jakým způsobem se provádí stabilizace.

Zvláště účinný a vhodný způsob vytváření struktury žebra ve tvaru U kombinuje druhé hledisko (zarovnané natahování) vynálezu s prvním hlediskem (vytváření žebra tvaru U) započetím zpracování křížově naskládaného materiálu prvním stlačovacím roztahováním drážkovaným válcem, potom se křížově naskládaný materiál roztáhne podélně, potom se znovu zpracovává mezi stlačujícím způsobem pracujícími drážkovanými válci, přičemž tato druhá operace prováděná stlačujícím způsobem pracujícími drážkovanými válci je uzpůsobená aby byla zarovnaná se zvlněními vytvořenými prvním stlačovacím roztahováním tak, že působení druhého stlačovacího drážkovaného válce zvyšuje zakřivení a stabilizaci materiálu v žebrových částech, které byly začaty mezi prvními stlačujícím způsobem pracujícími drážkovanými válci. Toto zarovnání dvou procesů nepředstavuje žádný zvláštní problém za předpokladu, že všechny tři shora uvedené roztahovací operace se provádějí v lince s křížově naskládaným materiálem přecházejícím z jednoho válce na další pouze s krátkými vzdálenostmi mezi těmito válci.

Během podélného roztahování na válcích umístěných blízko u sebe zvlnění částečně zmizí vlivem sklonu polymemího materiálu se smršťovat v příčném směru během roztahování v podélném směru, ale zůstanou vždy alespoň stopy zvlnění a to usnadňuje zarovnání při práci druhých drážkovaných válců.

Další podrobnosti zarovnaného natahování jsou uvedeny dále ve spojení s popisem druhého hlediska vynálezu.

Celkové podélné roztahování křížově složeného materiálu je možno s výhodou rozdělit do dvou operací, jedné jak byla shora popsána a druhé následující ihned po druhém stupni zpracování stlačováním mezi drážkovanými válci. Před touto druhou operací je křížově složený materiál s výhodou ochlazen pro uchování zvlnění nebo paměti zvlnění.

Křížově složený materiál může procházet přímo z druhého stlačovacího zpracování a po následné operaci podélného roztahování do tepelného zpracování při lehkém napnutí nebo žehlení, ale obvykle je před tepelným zpracováním žádoucí příčné roztažení vyššího stupně a to lze provést použitím jednoduchého roztahovacího procesu pomocí drážkovaných válců, to je takového, že se křížově složený materiál dotýká povrchu drážkovaných válců pouze ve vrcholech drážkovaného povrchového vzoru.

Jestliže byl proveden pouze jeden stupeň stlačovacího příčného roztažení stlačujícím způsobem pracujícími válci (nebo jiný způsob tvarování a stabilizace zakřivených částí), tento jednoduchý proces s drážkovanými válci se použije v každém případě.

Jako opatření k udržování paměti zakřiveného tvaru ve stabilizovaných částech křížově složeného materiálu je toto roztahování drážkovanými válci s výhodou prováděno při teplotě blízké pokojové teplotě, například mezi 15 až 40 °C.

Podle třetího hlediska vynálezu (chlazení ve spáře) je vytvořeno zlepšení způsobu příčného roztahování fólie, jak je popsáno v dokumentu WO-A-88/05378. Způsobem se příčně roztahuje fólie nebo složené fólie průchodem mezi do sebe zapadajícími poháněnými drážkovanými válci, jejichž drážky jsou kruhové nebo šroubovicové a u nichž se fólie dotýká povrchu drážkovaných válců pouze na vrcholech drážkovaného povrchového vzoru a zlepšení spočívá v odstranění tepla vzniklého při prodlužování a v udržení polymemího materiálu na předepsané teplotě během

-7CZ 288923 B6 prodlužování tím, že se proud tekutého média, s výhodou vzduchu nebo vody, směruje spárou drážkovaných válců na jednu nebo obě strany polymemího materiálu. Bylo zjištěno, že toto opatření kromě zachování paměti zakřiveného tvaru také pomáhá provést stejnoměrné roztažení a proto lze toto opatření s výhodou využít k příčnému roztahování mezi drážkovanými válci kterékoliv roztažné polymemí fólie nebo naskládaných fólií pod bodem tání materiálu fólií, zejména má-li materiál sklon se zaškrcovat místo rovnoměrného roztahování. Tento sklon k zaškrcování je výraznější, je-li polymemí materiál relativně tuhý při dané teplotě a v případě křížově složených materiálů kdy je úhel mezi hlavním směrem orientace a směrem zpracování relativně malý.

Zatímco tento způsob (chlazení ve spáře) se obvykle používá při roztahování drážkovanými válci, další popis se rovněž týká výroby křížově složeného materiálu s tlustšími žebry tvaru U.

Křížově složený materiál opustí drážkované válce (chlazené ve spáře) ve zvlněném tvaru s vlnami, které nemusí mít podobu původního tvaru zakřivených částí.

Šířka křížově složeného materiálu od kraje do kraje, měřená podél zvlněného tvaru a dělená přímou vzdáleností od kraje do kraje, označuje průměrný příčný poměr roztažení. Toto roztažení bude částečně zmenšeno smrštěním během tepelného zpracování. Avšak část musí zůstat ve finálním výrobku. Mechanicky stanovené povolené smrštění a teplota tepelného zpracování musí být pečlivě nastaveny, aby dovolovaly narovnání materiálu mezi stabilizovanými částmi a současně se zabránilo odstranění zakřiveného tvaru ve stabilizovaných částech nebo se umožnilo jeho znovuvytvoření, ztratil-li se předtím.

Řízené příčné smrštění lze provádět v peci, přičemž okraje křížově složeného materiálu jsou vedeny vodicím zařízením, ale obvykle se složený materiál přivádí ve stejnoměrně plisovaném stavu na jeden nebo více ohřátých válců, stupeň plisování je uzpůsoben tak, aby se ve spojení s příčným smrštěním vytvořilo potřebné příčné napětí. Toto je nové použití způsobu příčného smršťování, které je popsáno v patentu US 4 629 525 uvedeném shora. Správným seřízením stupně plisování a udržováním nízkého podélného napětí bude systém dovolovat smrštění a získání potřebného nízkého napětí a ohřáté válce budou mít žehlicí účinek.

Během tohoto zpracování vazba mezi jednotlivými fóliemi může být zvyšována na žádanou konečnou hodnotu.

Přednostně je křížově složenému materiálu umožněno podélné smrštění současně s příčným smrštěním.

Ovládání stupně plisování křížově složeného materiálu při styku s ohřátým válcem nebo prvním ohřátým válcem lze dosáhnout různými způsoby, z nichž ty výhodné budou nyní vysvětleny.

Křížově složený materiál vycházející z první běžné soustavy drážkovaných válců je příčně upevněn v napínacím rámu nebo použitím banánových válců nebo podobně a vzájemný pohyb mezi drážkovanými válci první jednotky drážkovaných válců je seřízen tak, že šířka po upevnění je v podstatě stejná jako požadovaná konečná šířka. V tomto stavu je příčně upevněný křížově složený materiál přiveden do poslední soustavy vzájemně zabírajících drážkovaných válců, které jsou nastaveny tak, aby dávaly přesně požadovaný stupeň plisování. Mezi touto poslední soustavou drážkovaných válců a prvním ohřátým válcem se neprovádí žádné roztahování.

K vytvoření správných podmínek pro smrštění stupeň plisováni na vstupu do tepelného zpracování má přednostně takovou hodnotu, že materiál opouštějící poslední ohřátý válec má stále ještě několik úzkých vroubků a tyto vroubky jsou pak odstraněny velmi jemným napnutím, například banánovým válcem. Po tepelném zpracování se křížově složený materiál ochladí na teplotu okolí. Vyžaduje-li proces rozdělení materiálu na několik křížově laminovaných materiálů, provede se to jako poslední operace.

Jak je zřejmé z popisu stavu techniky, známá technologie, se kterou je vynález spojen, začíná obvykle sjednoosou tavnou orientací, která je normálně představována velmi slabou orientací polymemích směsí schopných tvoření vláknité morfologie (změní polymeru) ve spojení s touto

-8CZ 288923 B6 tavnou orientací. Rozsah předloženého vynálezu není omezen ani použitím těchto směsí ani použitím slabě tavně orientovaných fólií pro křížové skládání. Trubkovité fólie, které jsou jednoose nebo nesymetricky dvouose orientovány a šroubovité rozřezány, mohly získat tuto orientaci při teplotě pod bodem tání. V tomto spojení bylo pozorováno, že silně nebo středně silně orientované fólie (jednoose nebo nesymetricky dvouose orientované), které jsou po křížovém vrstvení dále roztaženy, obvykle tím získají velmi silnou tendenci ke zkroucení se podél jedné z hlavních os orientace.

Avšak použitím prvního hlediska předloženého vynálezu tato tendence spolupůsobí s žebry ve tvaru U a vyžaduje-li se to, je možný ještě silnější jednoosý charakter původních fólií. Dosažení tohoto účinkuje dalším cílem vynálezu.

Následující popis se pak týká druhého hlediska vynálezu, zlepšeného způsobu zarovnaného roztahování. Je nutno podotknout, že druhá operace tvarování a roztahování je také přednostně, ale ne nutně, prováděna tlakově kombinovaným příčným napínáním a příčným mačkáním. Jak vyplývá z vpředu uvedeného, toto druhé hledisko je zejména vhodné jako první krok nebo kroky výroby materiálu s U žebry, zejména pro tvarování a stabilizaci zakřivení. Avšak způsob lze výhodně také použít pro další účely. Jestliže následující způsoby nejsou sestaveny tak, jak byly shora popsány pro udržení nebo znovuvytvoření U struktury, finální výrobek může být úplně bez těchto zakřivení, ale může vykazovat pravidelnosti, které jsou neobvyklé pro plochý materiál roztažený mezi drážkovanými válci.

Následným kalandrováním, které může být prováděno i při pokojové teplotě, je snadné, je-li to žádoucí, vytvořit naprosto stejnoměrnou tloušťku. V příkladu 2 a 3 budou uvedena rozdílná uspořádání roztaženého plochého materiálu vyrobeného s použitím tohoto způsobu a budou vysvětleny rozdíly mezi jednotlivými operacemi a kroky, kterými se k těmto uspořádáním dospěje.

Je nutno také poznamenat, že ačkoliv tento způsob roztahování nachází zejména použití při výrobě křížově laminovaného materiálu a zvláště při výrobě křížově laminovaných materiálů z polyolefinů, je použitelný obecně na všechny druhy termoplastických roztažitelných tenkých plochých materiálů včetně tenkých plochých materiálů, které nejsou laminované.

Existují dvě alternativy pro koordinaci nebo zarovnání dvou operací stlačovacího příčného roztahování a tvarování, jedna spočívá v nastavení rozdělení vln na tenkém plochém materiálu vstupujícím do drážkovaných válců poslední tvarovací operace a rozdělení drážek na těchto válcích tak, aby vzájemně lícovaly. Ve spojení s tímto způsobem je nutno podotknout, že působením pružných vratných sil tenký plochý materiál, vystupující z drážkovaných válců první tvarovací operace, bude mít snahu se rozepnout poměrně velkou silou a tím zvětšit rozdělení mezi vlnami. Na druhé straně se bude materiál snažit během podélného roztahovacího procesu smrštit v příčném směru také poměrně velkou silou a tak bude mít sklon zmenšit toto rozdělení. Jistou volbou podmínek procesu tyto protichůdné tendence mohou vést k tomu, že se vzájemně vyrovnají, ale normálně to nebude obvyklý způsob k provedení zarovnání, protože jsou dány přesné podmínky pro volbu roztahovacích poměrů, válcovacích tlaků a teploty roztahování. Avšak jestliže se experimentálně zjistí, že roztahování sítě nebo smršťování (podle okolností) probíhá při potřebných podmínkách, drážkované válce druhé tvarovací operace mohou být konstruovány s předem vypočítaným rozdělením drážek a přesné zarovnání tohoto rozdělení se zvlněním lze dosáhnout malým nastavením podmínek procesu.

Je nutno podotknout, že je-li zvlnění hluboké, má zvýšenou tendenci padnout do drážky drážkovaných válců druhé tvarovací operace. Proto pokud rozdělení těchto drážkovaných válců a rozdělení zvlnění nezapadá přesně vzájemně do sebe, bude stále nastávat zarovnání intervalů po šířce materiálu a tyto intervaly mohou být poměrně široké a společně překrývat většinu šířky, ale mezi těmito intervaly zarovnání budou užší intervaly, ve kterých bude struktura nepravidelná.

Alternativní způsob jak dosáhnout zarovnání je použití drážkovaných válců stejného dělení pro první i druhý tvarovací proces, při zachování dostatečně malé vzdálenosti mezi všemi sadami

-9CZ 288923 B6 válců, přičemž je vzájemná vzdálenost mezi všemi sadami válců, kterými materiál prochází mezi první a druhou tvarovací operací zachována dostatečně malá, aby byl materiál nucen udržovat konstantní rozdělení mezi vlnami. S výhodou síly působící udržení stálého rozdělení mezi vlnami se zvyšují doplněním válců, kterými materiál prochází po opuštění drážkovaných válců první tvarovací operace a před vstupem do drážkovaných válců druhé tvarovací operace, vodícími dráhami, majícími stejné děleni jako je dělení na drážkovaných válcích první a druhé tvarovací operace.

Jsou-li mezi oběma tvarovacími operacemi použity hladké válce, ale při zachování velmi krátké vzdálenosti mezi všemi sadami válců, může občas dojít k vytvoření nepravidelných pruhů na materiálu, ale obvykle bude struktura pravidelná.

U dalšího provedení způsobu zarovnaného roztahování jsou drážky válců pro první a druhou tvarovací operaci uzpůsobeny pouze k mačkání materiálu v pruzích, přičemž části materiálu, které se mají stát vrcholy vln nejsou vymačkány, takže vymačkané pruhy z první tvarovací operace jsou širší než vymačkané pruhy z druhé tvarovací operace.

Vyloučení jakéhokoliv mačkání části materiálu, kde budou vrcholy, je známé z dokumentu WOA-89/10312 a zvláštní znak tohoto provedení je ten, že první tvarovací operace provádí mačkací činnost na širších oblastech účinně zvlněných, když se setkají s drážkovanými válci druhé tvarovací operace, a proto má nejlepší sklon padnout do drážky, přičemž na druhé straně užší oblasti mačkání během druhé tvarovací operace zajišťují, že na finálním výrobku mohou zůstat, je-li to potřeba, tlustší žebra, například pro U-žebrovou strukturu, která je podrobně popsána v tomto popisu.

Materiál vycházející z druhé zarovnané tvarovací operace může být použit pro zvláštní účely tak jak je, ale normálně se provádějí po této druhé tvarovací operaci ještě další podélné a/nebo příčné roztahovací operace, například pro výrobu laminovaného materiálu s výše popsanými U žebry.

V této souvislosti provedení zarovnaného roztahovacího procesu spočívá v tom, že tenký plochým materiál je před první tvarovací operací ohřát, udržován na v podstatě nezměněné teplotě před a během druhé tvarovací operace a ochlazen před následovným roztahováním. Toto ochlazení pomáhá zachovat zakřivení nebo paměť zakřivení, které je potřebné pro výrobu popsaného laminovaného materiálu s U žebry. Také to zvyšuje odolnost finálního výrobku proti trhlinám a zdokonaluje rovnoměrnost příčného roztahování mezi drážkovanými válci, následuje-li po tomto roztahování tepelné zpracování při příčném smrštění (jak je popsáno v úvodní části tohoto popisu).

Konečně provedení zarovnaného roztahování spočívá v tom, že tenký plochý materiál je po operaci posledního příčného roztahování podroben kalandrování mezi hladkými válci, které se provádí před konečným použitím materiálu.

Jak již bylo uvedeno, roztahování podle tohoto druhého hlediska vynálezu vytváří pravidelnost, která je neobyčejně vysoká ve srovnání se známými způsoby roztahování při použití drážkovaných válců i když se zvolí nízká roztahovací teplota, která je žádoucí pro některé účely. Nedávali způsob roztahování podle tohoto druhého hlediska, obsahujícího následovně roztahovací operace sám úplně rovnoměrnou tloušťku materiálu a je-li požadována, rovnoměrnost se snadno dosáhne zmíněným kalandrováním i když teplota během kalandrování je na nebo okolo teploty okolí, například do 50 °C.

Vynález také zahrnuje zařízení pro provádění obou provedení způsobů podle prvního i druhého hlediska. Konstrukce tohoto zařízení je zřejmá z popisu způsobu a také z obrázků zařízení uvedených na výkresech.

-10CZ 288923 B6

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení vynálezu jsou znázorněna na připojených výkresech, kde na obr. 1 je zobrazeno provedení výrobku, u něhož žebra ve tvaru U vystupují pouze z jednoho povrchu, na obr. 2 je zobrazeno provedení výrobku, u něhož žebra vystupují z obou povrchů, na obr. 3 je zobrazeno žebro a s ním sousedící materiál v detailu, na obr. 4 je zobrazeno nepravidelné žebro, které stále ještě spadá do rozsahu vynálezu a obr. 5 znázorňuje schéma výhodného postupu výroby struktury s U-žebry podle prvního hlediska vynálezu a pro druhé hledisko vynálezu jako postupové schéma, obr. 6A a 6B znázorňují schematicky příkladné provedení zařízení vhodného pro provádění způsobu z obr. 5, na obr. 7 a 8 jsou řezy povrchu páru drážkovaných válců ve stykové spáře, na obr. 9 je schematicky znázorněno příkladné provedení linky vhodné pro provádění způsobu podle druhého hlediska vynálezu, na obr. 10 je řez povrchem jednoho z válců z obr. 9 a na obr. 11 je řez povrchem dalšího z válců z obr. 9.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 a 2 znázorňují tlustší žebra, která mají příčný řez ve tvaru plochého U, a ohyby v opačných směrech na nebo poblíž jejich hranic. Příčný řez křížově laminovaným materiálem znázorněný na obr. 1 se normálně vytvoří, dají-li se například čtyři fólie dohromady v příčném kalandrovacím procesu (to je průchodem mezi drážkovanými válci pracujícími se stlačováním), které se na konci procesu rozdělí na dva křížově laminované materiály s tím, že se použije pouze jedna operace příčného kalandrování. Při účinnějším způsobu, při kterém se použijí dva vzájemně zarovnané způsoby příčného kalandrování s podélným roztahováním provedeným mezi nimi, vytvoří se průřez z obr. 2. Tento průřez bude také normálně výsledkem použití jednoho samotného kroku příčného kalandrování bez jakéhokoliv následného rozdělení.

Obr. 3 znázorňuje určení úhlu v, kterým je úhel mezi dvěma tangenciálními rovinami na konkávní straně žebra v blízkosti jeho hranic v místech, kde je tento úhel maximální. Hodnota úhlu v je alespoň 10°, vzato jako průměr pro různá žebra napříč křížově laminovaného materiálu.

Obr. 4 znázorňuje žebro ve tvaru U, které může být vytvořeno malým roztažením na vrcholu drážkovaného válce tvarujícího žebro. Tato odchylka je přijatelná jako kompromis, aby mohlo být použito levnější zařízení.

Postupové schéma z obr. 5 znázorňuje souhrnně nejvýhodnější způsob, který obsahuje dvě operace (operaci 4, 6) příčného kalandrování a jednotlivé operace pro vytvoření žeber laminovaného materiálu (operace 9, 10), které byly podrobně popsány dříve.

Příklad 1

Tento příklad je založen na příkladu 3 v dokumentu WO-A-88/05378, s některými změnami, které budou dále popsány níže.

Příklad se týká výroby vysoce pevnostního křížově laminovaného materiálu komerčním způsobem, při kterém se materiál roztahuje a laminuje v naskládaném tvaru nebo v dvojité tloušťce křížově laminovaného materiálu a na konci procesu se rozděluje. Každá vrstva je spoluprotlačovaná dvouvrstvá fólie a obsahuje (1) jednu povrchovou vrstvu, která působí jako uvolňovací vrstva ve výrobním procesu a která současně zlepšuje vlastnosti při tepelném sváření (dále označovaná jako uvolňovací / těsnicí vrstva) a (2) další povrchovou vrstvu, která podporuje vzájemnou vazbu (zajištění) vrstev laminovaného materiálu (laminační vrstva).

Trubkovitá fólie je protlačena tak, že obsahuje hlavní vrstvu uprostřed, tato vrstva v podstatě zajišťuje pevnost, a shora zmíněné uvolňovací a laminační vrstvy.

Ze tří vrstev tvoří hlavní vrstva 75 %, uvolňovací vrstva 15 % a laminační vrstva 10 % celé fólie. Plošná hmotnost protlačené fólie je 62 gm‘². Hlavní vrstva sestává ze 70 % HMHDPE o hustotě 0,95 g.cm’³ (tavný index tečení 0,05 podle ASTM R-1238, podmínka E), 20 % LLPDE hexeno

-11 CZ 288923 B6 vého typu a tavný index tečení je 0,8 (ASTM D-1238, podmínka E) a 10 % homopolypropylenu o tavném indexu tečení 0,3 (ASTM D-1238, podmínka L).

Povrchová vrstva sestává z dokonalé směsi 70% stejného LLDPE + 30% EPDM (etylenpropylen-dimer) s tavným indexem tečení okolo 0,4 (ASTM D-1238, podmínka E) s obchodním názvem NORDEL NDR 5715. (Nordel je ochranná známka).

Teplota protlačování je 240 °C, průměr prstencového protlačovacího otvoru je 385 mm a poměr dmýchaní je 1 : 1,2. Každá z trubkovitých fólií je šroubovicově rozřezána pod úhlem 30° a čtyři takové fólie, každá o šířce okolo 1250 mm, jsou nalaminovány a roztaženy s povrchovými vrstvami vzájemně položenými na sebe v tomto pořadí;

(1) laminační vrstva na laminační vrstvu, (2) uvolňovací/těsnicí vrstva na uvolňovací/těsnicí vrstvu, (3) laminační vrstva na laminační vrstvu.

Nejprve je sestava čtyř fólií, které ještě nejsou k sobě vázány, předehřátá parou na teplotu válců okolo 50 °C a přivedena v napjatém stavu do zařízení znázorněného na obr. 6A a 6B jak bude níže popsáno.

Zařízení podle obr. 6B obsahuje stlačovací kombinaci drážkovaných válců obsahující dlouhý drážkovaný válec 9 a vzájemně střídavě uspořádané řady krátkých drážkovaných válců 10 a 11, umístěných na opačných stranách dlouhého drážkovaného válce 9. Každý z těchto válců má drážkovaný profil znázorněný na obr. 7. Každá drážka obsahuje základnu 6a nebo 6b, ven vykloněné boční stěny 5a nebo 5b a vrchol 7a nebo 7b. Boční stěny 5a nebo 5b protilehlých válců jsou v části své hloubky rovnoběžné. Každá základna 6a a 6b je tak velká, aby nebyla fólie mezi vrcholem a základnou pod tlakem, i kdyby byla pod tlakem mezi bočními stěnami 5a a 5b. Toho se dosáhne vytvarováním každé základny tak, aby se vytvořila malá mezera 8 mezi fólií a základnou. Vrcholy 7a na jednom válci mají s výhodou vzájemný odstup 1 mm, v současném příkladu 1,4 mm. Úhel mezi rovnoběžnými částmi bočních stěn je 55° a poloměr zakřivení na špičce je 0,20 mm. Válce 10, 11 jsou uloženy tak, aby mohly být tlačeny proti válci 9 jakoukoliv zvolenou silou. V praxi je válec 9 poháněn (nezakreslenými prostředky) a válce 10, 11 mohou pak být poháněny válcem 9 přes fólii 4.

Zařízení obsahuje podélnou roztahovací jednotku sestávající ze čtyř hladkých válců 17, 18, 19 a 20, z nichž válce 19 a 20 tvoří styčnou spáru, poháněných rychlostí, kterou se dosáhne požadovaný stupeň roztažení a také obsahuje nejméně dva další páry vzájemně zabírajících drážkovaných válců 21, 22 a 24, 25. Tyto válce mají konstrukci znázorněnou na obr. 8 a jsou všechny poháněné.

Obvyklé vzájemně do sebe zapadající válce A a B pro příčné roztahování fólie 4 jsou znázorněny na obr. 8 a mají kruhové drážky tvořené základnou 3a, 3b, bočními stěnami 2a, 2b a vrcholy. Vrcholy na jednom válci mají vzájemný odstup 4 mm.

Po první sadě obvyklých drážkovaných válců 21, 22 prochází křížově laminovaný materiál přes banánový válec 23, který mírně napíná křížově složený materiál a roztahuje ho odstraněním záhybů vytvořených drážkovanými válci 21, 22.

Fólie potom prochází druhou sadou obvyklých drážkovaných válců 24. 25, aby se vytvořil plisovaný tvar a bez dalšího napínání, dalšími válci 26, 27 ohřátými na teplotu 80°, které plisovaný křížově laminovaný materiál vyžehlí. Válci 21, 22, 24 a 25 se laminovaný materiál příčně roztahuje. Fólie musí být poměrně chladná při průchodu těmito válci, neboť jinak by se nezachovala paměť zesílených částí. Proto je spárou drážkovaných válců 21, 22, 24 a 25 dmýchán po obou stranách křížově složeného materiálu proud vzduchu o teplotě okolí pro ochlazení materiálu a odstranění roztahovacího tepla, čímž se také minimalizuje tendence k zaškrcení. Teplota okolí je 33 °C (zkouška byla prováděna v tropickém prostředí).

Dlouhý válec 9 je vytvořen ze 25 segmentů tvrzené oceli, každý segment je 60 mm dlouhý, a dvě řady krátkých válců, z nichž každá obsahuje 13 válců, jsou také z tvrzené oceli a každý odpovídá

-12CZ 288923 B6 jednomu segmentu. Každý segment končí na obou koncích polodrážkou, která je asi o 0,05 mm širší než je polovina šířky ostatních drážek pro umožnění vyrovnání nepřesností při sestavování válců a současně pro zabránění, aby úzké oblasti složené fólie byly silně mačkány koncovými zuby válců 10 stejně tak jako koncovými zuby válců Π.· Segmenty jsou pevně axiálně 5 sešroubovány dohromady na společné ose. Segmenty mají průměr okolo 200 mm a krátké válce mají průměr okolo 150 mm. Rychlost, kterou vstupuje fólie do válců je asi 25 m/min.

Válcovací tlak drážkovaných válců 9, 10, 11 je nastaven na hodnotu, která je co možná nejvyšší, aniž by se nevytvořily v křížově laminovaném materiálu díry, ve skutečnosti asi do 200 kg na 1 cm délky.

io Jak již bylo uvedeno, křížově složený materiál je předehřát na 50 °C. Válce 9, 10, 11 pro příčné kalandrování a válce 17 až 20 pro následovně podélné roztahování se udržují na 40 °C.

Podélné roztahování je nastaveno tak, aby dávalo poměr roztažení v konečném výrobku 1,25 : 1.

Vzájemný záběr první sady drážkovaných válců 21, 22 použitých pro podélné roztahování, je nastaven tak, aby dával konečný příčný poměr roztahování 1,33 : 1. Konečný plošný poměr 15 roztažení je proto 1,25 x 1,33 = 1,66 : 1. Protože původní plošná hmotnost fólie je 62 gm‘² a konečný výrobek je dvojvrstvý, znamená to, že konečná plošná hmotnost bude (2 x 62) : 1,66 = 75 gm'². Tato plošná hmotnost byla také přímo ověřena, jak bude uvedeno dále.

Tak jako ve zmíněném příkladu 3 dokumentu WO-A-88/05378, je křížově složený materiál opouštějící první sadu drážkovaných válců 21, 22 po příčném kalandrování 9, 10 a podélném 20 roztahování 17 až 20 lehce napnut přes banánový válec 23 dříve než vstoupí do druhé sady obvyklých drážkovaných válců 24, 25. Vzdálenost od kraje do kraje křížově složeného materiálu je udržována konstantní po průchodu druhou sadou drážkovaných válců 24, 25, ale na rozdíl od uvedeného příkladu je druhé podélné roztahování vypuštěno a plisovaný materiál jde přímo do ohřátých válců 26, 27 na tepelné zpracování. Tyto válce jsou ohřátý na 80 °C a na konci tohoto 25 zpracování materiál prakticky dosáhne této teploty.

Podélné napětí mezi poslední sadou drážkovaných válců 24, 25 a prvním ohřátým válcem 26 je udržováno vysoké, přičemž plisování tvořené na materiálu těmito drážkovanými válci lze udržovat velice rovnoměrně rozdělené, ale na vstupu do tepelného zpracování se podélné napětí sníží prakticky na minimum (to je za štěrbinou mezi válci 26 a 28) takže se tření mezi ohřátými 30 válci a materiálem udržuje nízké, aby se umožnilo odstranění těchto vroubků příčným smrštěním.

Rovněž tak by vysoké napětí v tomto případě způsobilo příliš vysoký žehlicí účinek. Nízké napětí dále umožňuje, aby se materiál smrštil v podélném směru a tím se stabilizoval tento rozměr. Aby se umožnila tato změna napětí, válec 29 je poháněn řízenou rychlostí a vytváří seškrcení spolu s gumovým válcem 28. Válce 27,28 jsou volné válce.

Mezi jednotkou válců 26, 27 pro tepelné zpracování a chladicí jednotkou válců 29, 30 je umístěn velice jemně působící banánový válec 31 pro vytahování. Válec 39 a jeho protiválec 32 jsou poháněny, zatímco válec 30 je volný. Napětí v lince je řízeno válci 33, 34, 35 a 36 pro ovládání napětí.

Vzájemný záběr mezi posledním párem drážkovaných válců 24, 25 je velmi pečlivě seřízen tak, 40 aby zůstalo ještě jemné plisování na materiálu když opouští poslední válec tepelného zpracování, ale žádné plisování po slabém působení banánového válce.

Jako ve zmíněném příkladu 3 z dokumentu WO-A-88/05378 je materiál rozdělen na dva křížově laminované materiály odloupnutím mezi druhou a třetí fólií.

Příčný průřez byl zkoumán mikroskopem a schopnost samonosnosti byla posouzena ohnutím 45 okolo okraje s páskem působícím vlastní hmotností.

Pro srovnání byly stejným způsobem zkoumány různé vzorky LPDE fólie.

Průřez byl toho typu, který je znázorněn na obr. 1 s úhlem v (odkaz u obr. 3) obvykle 30° a tloušťkou střední části žebra okolo 1,5 násobku průměrné tloušťky mezi žebry.

-13CZ 288923 B6

Samonosná schopnost podle zmíněné zkoušky odpovídala LDPE fólii o plošné hmotnosti 140 gm'², přičemž zjištěná plošná hmotnost křížově laminovaného materiálu byla 73 gm'², což přesně souhlasí se shora uvedenou vypočítanou hodnotou.

Příklad 2

Úkolem tohoto příkladu je předvést druhé hledisko vynálezu, podle kterého je tenký plochý materiál ve dvou operacích příčně roztažen a vytvarován mezi drážkovanými válci pracujícími stlačováním zarovnaným systémem s podélným roztahováním mezi těmito dvěma stlačovacími roztahovacími a tvarovacími operacemi.

Dalším úkolem tohoto příkladu je ukázat zvláště účinnou metodu vedoucí ke konfiguraci příčného řezu, která je znázorněna na obr. 2, to je když je konvexní strana žeber, ve střídavém uspořádání, na jedné a druhé straně křížově laminovaného materiálu (na rozdíl od uspořádání, které je výsledkem způsobu podle příkladu 1).

Způsob probíhá podle postupového schématu z obr. 5, vyjma toho, že se používá druhé podélné roztahování mezi operacemi 6 a 7. Složení spoluprotlačených fólií, podmínky protlačování, podmínky šroubovicového řezání a uspořádání čtyř šroubovité řezaných fólií pro vrstvení je stejné jako u příkladu 1, s výjimkou toho, že plošná hmotnost každé protlačené fólie je při jednom pokusu 65 gm'² a při druhém pokusu 130 gm'². Složený materiál použitý u tohoto způsobu tedy sestává ze čtyř fólií, každá s úhlem 30° mezi podélným směrem fólie (směr zpracovávání) a tavnou orientací a se směrem tavné orientace uspořádaným tak, aby dvojvrstvé laminované materiály, které vychází na konci z linky, byly oba křížově laminované.

Kombinované roztahování, laminování a tvarování U-žeber se provádí v lince znázorněné na obr. 6A, s výjimkou toho, že zařízení označené obdélníkem je válcovací linka, schematicky znázorněná na obr. 9.

První operace stlačovacího příčného roztahování a tvarování se provádí mezi na jedné straně složené fólie drážkovaným válcem 37 a na druhé straně složené fólie dvěma vzájemně střídavě uspořádanými řadami krátkých drážkovaných válců 38, 39. Podobná druhá stlačovací operace se provádí mezi drážkovaným válcem 40 a dvěma řadami krátkých válců 41,42.

Každá z těchto sad zařízení pro stlačovací roztahování a tvarování je podobná sadě znázorněné na obr. 6B, kde válec 9, střídavě uspořádané řady krátkých válců 10, 11 a spojené vybavení 12, 13, 14 a 15 a povrchový vzor na drážkovaných válcích odpovídá vzoru znázorněnému na obr. 7. Rozměry válců a povrchový vzor jsou popsány dále.

Aby válce vydržely vysoké síly stlačování, je každý z válců vyroben z tvrzené oceli. Povrchový vzor je obroben s přesností ±5 gm.

Čtyřnásobná složená fólie vychází z válcovací jednotky (neznázoměno), ve které je ohřátá na 60 °C. Je odebrána hladkými svěracími válci 43, 44 dříve než se dostane do drážkovaných válců 37, 38, 39 pro první příčné roztažení a tvarování. Z válce 37 prochází do prvního zařízení pro podélné roztahování sestávajícího z válců 45, 46, 47 a 48 a potom do válců 40. 41 a 42 pro druhé příčné roztahování a tvarování. Aby se zarovnaly dvě tvarovací operace, povrchy válců 45, 46 a 47 mají vodicí dráhy jak je znázorněno na obr. 10 a 11. Další o těchto vodicích drahách bude uvedeno níže. Hlavní podélné roztahování v této části zařízení se provádí mezi válci 45 a 46.

Roztažený složený materiál prochází potom do druhého zařízení pro podélné roztahování sestávajícího z hladkých válců 49 a 55 a pokračuje dále, jak je znázorněno v postupovém schématu na obr. 5, nebo jinými slovy operacemi, které jsou na obr. 5 označeny čísly 7 až 12. Jak je patrno, křížově laminovaný materiál ze čtyř fólií je rozdělen na dva dvouose roztažené dvojvrstvé laminované materiály na konci celé výrobní linky.

Všechny válce jsou opatřeny pohonem, s výjimkou válců ve střídavých řadách 38, 39 a 41, 42 a válců 44, 48 a 55 (které jsou poháněny pouze protiválci přes složenou fólii). Válce 44. 48 a 55 jsou válce potažené gumou určené pro sevření, zatímco všechny ostatní válce jsou ocelové válce

-14CZ 288923 B6 a mají vnitřní oběh vody podle potřeby buď pro udržení teploty složené fólie nebo pro chlazení (viz dále).

Jak bylo shora uvedeno, složený materiál, který je veden mezi svíracími válci 43, 44 již byl ohřát na 60 °C v neznázoměném zařízení. Válec 43 je také ohřát na stejnou teplotu. Drážkované válce ⁵ 37, 38 a 39 pracující se stlačováním musí být udržovány na poněkud nižší teplotě než složená fólie. Kdyby omylem měly vyšší teplotu bude nebezpečí, že nastane zaškrcení uprostřed žeber, znázorněné na obr. 4 nebo hlubší. Proto válec 37 a ložiska a skříň, ve které jsou krátké válce 38, 39 uloženy, se udržují na teplotě 50 °C a na válce 38, 39 je nepřetržitě dmýchán vzduch o teplotě okolí. Teplota okolí je asi 20 °C. Po druhé příčné roztahovací a tvarovací operaci se laminovaná ío fólie ochladí na asi 20 °C před jakýmkoliv podstatným dalším roztažením a laminovaný materiál se udržuje kolem této teploty při všech operacích před tepelným zpracováním. Proto se teplota válců 49 až 54 na obr. 9 a válců 21. 22, 24, 25. 29 a 30 řídí a udržuje na 20 °C.

Hlavní podélné roztahování během druhé operace se provádí mezi válci 52, 53, přičemž laminovaný materiál může být dostatečně chlazen průchodem mezi válci 49 až 52. Stejně tak 15 jako v příkladu 1, teplota válců 26 a 27 (viz obr. 6A) tepelného zpracování se udržuje na 80 °C.

Pokud se dále v textu uvádějí rychlosti válců, jedná se o obvodové rychlosti.

Rychlost na konci celé roztahovací linky, to je po rozdělení na dvojvrstvé laminované fólie, je nastavena na 60 m/min (1 ms'¹).

Aby se zabránilo tvoření záhybů, válec 37 běží o 5 % rychleji než válec 48 a aby se zajistil 20 přesný přenos na válec 45, pohybuje se tento o 5 % rychleji než válec 37. Poměr rychlostí mezi válcem 45 a 46, který dává hlavní podélné roztažení mezi oběma tvarovacími operacemi, je proměnný. Jeho nastavení bude uvedeno dále. Válec 47 se pohybuje stejnou rychlostí jako válec 46.

Aby se získaly optimální pevnostní vlastnosti, podélně roztažený laminovaný materiál je s 25 výhodou relaxován, alespoň částečně, mezi válci 47, 40. Proto poměr mezi rychlostmi těchto válců je také proměnný. Je nastaven podle hodnoty, která dává minimální napětí v laminovaném materiálu bez vytvoření jakýchkoli záhybů.

Hladké válce 49, 50, 51 a 52 pro podélné roztahování se pohybují stejnou rychlostí, která je o 5 % vyšší než rychlost válce 40. Poměr rychlostí mezi válci 52 a 53 je opět proměnná 30 (nastavení viz dále). Válce 54, 55 se pohybují stejnou rychlostí jako válec 53. Nastavení napětí během doby, kdy je roztahovací linka v klidu, odpovídá postupu popsanému v příkladu 1.

Určený poměr podélného roztažení ve finálním výrobku je 1,35 : 1. Toho se dosáhne metodou pokusů a chyb, kdy se mění poměry rychlostí mezi válci 45, 46 a 52, 53 a současně se tyto dva poměry zachovávají stejné.

Vzájemný záběr první sady drážkovaných válců 21. 22 použitých po plném podélném roztahování se nastaví tak, aby dávaly konečný poměr příčného roztahování 1,35 : 1, to je stejný jako poměr podélného roztahování. Konečný poměr plošného roztahování je proto 1,35 x 1,35 = 1,82 : 1. To odpovídá konečné plošné hmotnosti po rozdělení na dvě dvojité fólie, při jednom pokusu 65 x 2 : 1,82 = 71 gm’² a při druhém pokusu 1,30 x 2 : 1,82 = 143 gm'², což je rovněž 40 stanoveno přímo. Stejně jako v příkladu 1, vzájemný záběr mezi posledním párem drážkovaných válců 24, 25 je velmi pečlivě nastaven tak, aby ještě stále bylo na materiálu, když opouští poslední válec tepelného zpracování, trochu jemného plisování, ale vůbec žádné záhyby po slabém působení banánového válce 3L

Jak bylo shora uvedeno, povrchy válců 37, 38, 39, 40, 41 a 42 mají tvar znázorněný v principu na 45 obr. 7. Úhel mezi rovnoběžnými částmi povrchů drážek je 55° a rozteč měřená od středu do středu každého vrcholu je 1,60 mm, to je o 0,2 mm větší než u příkladu 1. Důvod pro to je ten, že zařízení musí být schopno roztáhnout těžší složený materiál, zejména v druhých pokusech 4 x 135 gm'², který je ekvivalentní tloušťce asi 600 pm.

-15CZ 288923 B6

Poloměry zakřivení na vrcholech jsou: na válcích 37, 38, 39 0,20 mm a na válcích 40, 41, 42 0,30 mm. V převládajících případech bylo zjištěno, že poloměr 0,2 mm je nejmenŠí, který lze použít bez vytvoření zaškrcení znázorněného na obr. 4 a vede k velmi účinnému zvlnění příčného průřezu materiálu, s tím výsledkem, že materiál snadněji zapadne do drážky na následujících válcích.

Důvodem proč je poloměr zakřivení na vrcholech válců 40, 41, 42 větší, jmenovitě 0,3 mm, je, že vymačkané pásově vytvořené části v druhé tvarovací operaci jsou užší než vymačkané pásově vytvořené části v první tvarovací operaci, čímž se zesílená žebra stanou mnohem výraznější. Byla-li linie roztahování určena pouze pro výrobu křížově laminovaného materiálu bez Užeber (jako u finálních výrobků podle příkladu 3), bylo by mnohem výhodnější použít poloměr 0,2 mm také jako poloměr zakřivení vrcholů na válcích 40,41,42.

Válce 45, 46, 47, které mají funkci převádění a podélného roztahování laminovaného materiálu aniž by se porušil řád zvlněného uspořádání, mají mnohem mělčí drážky se stejným rozdělením jako mají drážkované válce pro tvarování stlačováním a pro roztahování. Na válci 45 úhel mezi osou válce a povrchem drážek je 45°, čímž přibližně lícují s uspořádáním zvlněného křížově složeného materiálu (viz obr. 10), zatímco odpovídající úhel na válcích 46, 47 je jenom 30° (viz obr. 11), aby umožnil příčné smrštění křížově laminovaného materiálu, k čemuž má sklon během podélného roztahování.

Shora uvedenému tvrzení, že drážky na válcích pro podélné roztahování mají stejné rozdělení jako drážky na drážkovaných válcích pro stlačovací roztahování a tvarování je v rámci průměru nutno rozumět následovně: jako v příkladu 1 jsou dlouhé drážkované válce tvořeny segmenty (v tomto případě je segment 80 mm dlouhý), sešroubovanými k sobě na společném jádru a každý segment končí na obou koncích polodrážkou, která je o 0,05 mm širší než je polovina šíře ostatních drážek. (Vysvětlení viz příklad 1). Tento přídavek 0,05 mm na každém konci každého segmentu se bere v úvahu ve výpočtu průměrného rozdělení drážek tak, že chyby se nesčítají od válce k válci.

Zvlněný laminovaný výrobek vykazuje silnou tendenci rozpínat se do stran před podélným roztahováním, zatímco podélné roztahování vytváří tendenci ke smršťování se ze stran. Za podmínek roztahování zvolených v tomto případě, sklon k rozepínání je převažující, za jiných podmínek to může být opačně. Avšak dráhy na válcích mají funkci zabránit každému rozpínání nebo smršťování. Aby se dosáhlo tohoto účinku, vzdálenosti mezi válci 37 a 45,45 a 46.46 a 47, 47 a 40 jsou pouze několik mm a jsou nastavitelné. Tyto válce jsou velice přesně vyrovnány, aby se zvlnění laminovaného materiálu zachovalo přesně v drážkách. Proto jsou rámy válců vyrobeny dostatečně tuhé a je zvolen relativně velký průměr (300 mm) všech válců, které jinak mohou svým prohnutím zarovnání pokazit. Ostatní poháněné válce mají stejný průměr (300 mm), ale v tomto případě z toho důvodu, aby měly dostačující ohřívací/chladicí povrchy.

Vzdálenost mezi válci 43 a 37 a mezi každým párem sousedních válců v řadě válců 40 až 54 je méně kritická a volí se každá asi 20 až 50 mm. Ložiska a rám jsou uspořádány tak, aby válce mohly být vyjmuty při zavádění materiálu do linky.

Krátké drážkované válce v řadách válců 38 a 39, 41 a 42 mají průměr 150 mm jako v příkladu 1. Tlak mezi válci a jejich odpovídajícími dlouhými válci 37 a 40 je nastaven na nejvyšší hodnotu, kterou lze použít aniž by v křížově laminovaném materiálu vznikly díry. Pro přivádění 4 x 65 = 230 gm’² křížově laminovaného materiálu byl zvolen tlak válců 200 kg na cm délky válce, pro přivádění 4 x 130 = 520 gm'² křížově laminovaného materiálu byl zvolen tlak válců 300 kg na cm délky válce.

Vzorky křížově laminovaného materiálu o plošné hmotnosti 71 gm’² byly zkoušeny stejným způsobem jako v příkladu 1, zatímco vzorky materiálu o plošné hmotnosti 143 gm'² byly testovány mikroskopickými zkouškami. Obě sady vzorků měly konvexní strany žeber ve střídavém uspořádání na jedné a na druhé straně materiálu jak je znázorněno na obr. 2. Rozměr mezi žebry je jasně stejnoměrnější než ten, který byl pozorován u materiálu v příkladu 1. Úhel v (viz obr. 3)

-16CZ 288923 B6 je obvykle okolo 40° na jedné straně a 30° na druhé straně a tloušťky uprostřed žeber jsou okolo 1,8 násobku průměrné tloušťky materiálu mezi žebry.

Samonosná schopnost podle testů zmíněných v příkladu 1 křížově laminovaného materiálu o plošné hmotnosti 71 gm'² odpovídají samonosné schopnosti LDPE fólie o plošné hmotnosti 160 gm'².

Ve srovnání s jednodušší a levnější výrobní linkou použitou v příkladu 1, způsob podle příkladu 2 má následující výhody:

1. Lze provést konvexní stranu žeber střídavě na jedné a druhé straně (obr. 2) i když je materiál rozdělen uprostřed na konci procesu.

2. Lze vyrobit strukturu s U-žebry při vyšších lineárních rychlostech.

3. Lze pracovat s tlustším materiálem.

4. Materiál mezi žebiy se stává mnohem stejnoměrnější.

Příklad 3

Účelem tohoto příkladu je ukázat jak může být způsob podle příkladu 2 modifikován tak, aby se jím mohl vyrábět křížově laminovaný materiál bez U-žeber je-li to požadováno a v tomto spojení jsou předvedeny výhody provádění dvou operací stlačovacího příčného roztahování zarovnaným způsobem.

Způsob z příkladu 2 se opakuje přesně stejným způsobem s výjimkou následujícího:

1. Poměr podélného a příčného roztahování měřeno na konci procesuje 1,40 : 1. Poměr plošného roztahování je proto 1,40 x 1,40 = 1,96 : 1.

2. Teplota tepelného zpracování je 100 °C (válce 26 a 27).

3. Vzájemný záběr mezi poslední sadou drážkovaných válců je metodou pokusů a chyb nastaven na hodnotu o málo nižší než je ta, kterou se tvoří žebra tvaru U. (Je-li mnohem nižší, tloušťka bude mnohem nepravidelnější).

Způsob se provádí jak se čtyřmi křížově laminovanými fóliemi každá o plošné hmotnosti 65 gm'², tak o plošné hmotnosti 130 gm'².

Pro srovnání, podobné pokusy se prováděly bez zarovnání aktomu účelu linka pracuje ve dvou operacích. Po předehřátí čtyřvrstvého materiálu obě operace začínají mezi válci 47, 48. První operace končí válcem 55, po němž se čtyřvrstvý materiál navine na cívku pro použití v druhé operaci.

V této operaci čtyřvrstvý' materiál prochází celou tratí od válce 47 a 48 do tepelného zpracování, chlazení i rozdělování včetně.

Před první operací je čtyřvrstvý materiál ohřát na 60 °C a válce 47 a 45 jsou zahřátý na stejnou teplotu, zatímco všechny následující válce se udržují na 50 °C. Před druhou operací je čtyřvrstvý materiál ohřát na 50 °C a válce pro příčné roztahování stlačováním se udržují na této teplotě, zatímco válce pro podélné roztahování se udržují na teplotě 20 °C.

Následující operace se provádějí za stejných podmínek jako jsou shora popsané podmínky pro zarovnaný postup.

V obou operacích, požitím válců 47 a 48 se dodá čtyřvrstvému materiálu 5 % deformace před stlačovacím roztahováním. Celkové roztahovací poměry jsou stejné jako při zarovnaném postupu.

Příčné průřezy všech konečných výrobků byly zkoumány mikroskopicky. Ty, které byly roztaženy zarovnaným způsobem vykazují tlustší žebra v pravidelných vzdálenostech, ale mezi žebry je tloušťka velmi stejnoměrná. Slabé kalandrování za studená odstraní žebra a tloušťka je pak všude stejná.

-17CZ 288923 B6

Ty vzorky, které nebyly roztaženy zarovnaným způsobem, vykazují intervaly o šířce okolo 10 až 20 mm, což vypadá podobně jako shora zmíněná pravidelná struktura (protože zvlněná fólie má tendenci zapadnout do drážky), ale mezi těmito jednotlivými intervaly jsou intervaly o šířce asi 5 až 10 mm, ve kterých je struktura nepravidelná, a průřez má místa, jejichž tloušťka je menší než je polovina průměrné tloušťky.

S dostupným zařízením pro kalandrování za studená nebylo možno odstranit tenké linie těchto křížově laminovaných materiálů.

Příklad 4

Příklad 1 a zarovnaná část příkladu 3 se opakují s tím rozdílem, že výchozí fólie jsou vyrobeny z polypropylenu. Složení střední vrstvy spoluprotlačovaných fólií (75 % celkové fólie): 80 % homo-propylenu z tavným indexem 0,3 (ASTM No. D-1238, podmínka L) + 20 % LLDPE (stejný ASTM, ale podmínka E).

Povrchové vrstvy, 10 % a 15 % celé fólie jsou stejné jako v příkladech 1 a 2.

Plošné hmotnosti fólie: 60 gm'² pro pokusy odpovídající příkladu 1 a 65 a 130 gm'² pro dva pokusy odpovídající příkladu 2.

Ostatní operace těchto způsobů jsou přesně stejné.

Příčný průřez: Tvary U-žeber těsně odpovídají příslušným vzorkům z příkladů 1 a 2, s výjimkou toho, že zkoušky odpovídající příkladu 1 vedou k mnohem stejnoměrnější tloušťce mezi žebry.

Samonosná schopnost vyjádřená jako tloušťka LLDPE fólie, která je v tomto případě ekvivalentní, je o 20 % vyšší než je vykazována křížově laminovanými materiály v příkladu 1 a 2.

Claims (26)

1. Křížově laminovaný materiál vytvořený z nejméně dvou fólií z orientovaného termoplastického polymemího materiálu, v němž každá fólie je jednoose nebo dvouose orientovaná nesymetrickým způsobem a hlavní směry jednotlivých fólií jsou vzájemně překřížené, a křížově laminovaný materiál vykazuje rýhovaný vzor, tvořený rozdíly v tloušťce, odpovídající různým poměrům roztažení ve směru kolmém krýhám, vyznačující se tím, že tento vzor obsahuje žebra, která jsou tlustší než průměrná tloušťka vrstveného materiálu, mají obecné konkávní a obecně konvexní povrch tvořící ohyby žebra příčně k jeho podélnému směru, přičemž materiál v ohraničení žeber nebo v jeho blízkosti je, ve stavu bez napětí, ohnut do opačného směru než u žebra a materiál mezi dvěma sousedními žebry má tak obecně rovinný tvar.

2. Křížově laminovaný materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že žebra jsou vzájemně uspořádána do obecně pravidelného vzoru po celé šířce materiálu.

3. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že konvexní strany žeber jsou ve střídavém uspořádání umístěny na jedné i druhé straně křížově laminovaného materiálu.

4. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že konvexní strany žeber jsou na téže straně křížově laminovaného materiálu.

5. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že průměrná vzdálenost mezi vrcholy sousedních žeber je v rozmezí 1 až 10 mm.

6. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že průměrná tloušťka materiálu mezi ohraničeními žeber, kde tloušťka žeber se blíží průměrné tloušťce křížově laminovaného materiálu v oblasti okolo žebra, v žebru a v několika sousedních žebrech, je nejméně o 15 % nižší než maximální tloušťka žebra.

7. Křížově laminovaný materiál podle nároku 6, vyznačující se tím, že průměrná tloušťka materiálu mezi ohraničeními žeber je nejméně o 30 % nižší než maximální tloušťka žebra.

8. Křížově laminovaný materiál podle nároku 6, vyznačující se tím, že žádná lokální tloušťka není menší než 30 % průměrné tloušťky křížově laminovaného materiálu.

9. Křížově laminovaný materiál podle nároku 8, vyznačující se tím, že žádná lokální tloušťka není menší než 50 % průměrné tloušťky křížově laminovaného materiálu.

10. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že úhel (v) mezi dvěma rovinami, tečnými ke konkávním stranám žebra, v blízkosti ohraničení žebra v místě kde je úhel (v) největší, je průměrně alespoň 10° pro různá žebra vytvořená napříč křížově laminovaným materiálem.

11. Křížově laminovaný materiál podle nároku 10, vyznačující se tím, že úhel (v) je v rozmezí od 25° do 90°.

12. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že zvětšená tloušťka žeber a jejich profil tvaru U jsou ze vzoru alespoň částečně odstraněny v příčných liniích.

13. Křížově laminovaný materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotlivé fólie jsou trojvrstvé protlačované fólie s hlavní pevnostní vrstvou uprostřed a tenčími vrstvami na povrchu k usnadnění vazby mezi fóliemi a pro tepelné těsnicí vlastnosti, přičemž hlavní vrstva fólií sestává z 10 až 30% polyetylénu o nízké hustotě, zejména lineárního typu, a zbytek je polyetylén s vysokou molekulární hmotností a/nebo polypropylen s vysokou molekulární hmotností.

-19CZ 288923 B6

14. Křížově laminovaný materiál podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že je dále zvlněn v podélném řezu.

15. Způsob výroby křížově laminovaného materiálu podle nároků 1 až 14, při kterém je pás křížově laminovaného materiálu roztahován ve směru, příčném ke směru postupu pásu použitím

5 drážkovaných válců, přičemž jsou nejméně dvě fólie plynule laminovány dohromady, vyznačující se tím, že příčné roztahování se provádí tvarováním termoplastického materiálu zvlněného tvaru průřezu při teplotě pod bodem tavení na alespoň jednom křížovém laminátu křížově vrstveného materiálu a během nebo po tvarovací operaci jsou stabilizovány vrcholové části vln na alespoň jedné straně křížově laminovaného materiálu a křížově vrstvený 10 materiál je mezi stabilizovanými částmi příčně roztahován použitím drážkovaných válců, přičemž toto roztahování je přizpůsobeno k udržování alespoň tvarové paměti materiálu ve stabilizovaných částech zvlněného tvaru a následně, jestliže je zachována pouze tvarová paměť, se znovu částečně vytvoří zvlněný tvar tepelným smršťováním podél směru kolmého ke směru pohybu pásu.

15

16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí za působení slabého příčného napětí na křížově vrstvený materiál.

17. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že tepelné zpracování se provádí při opatření křížově vrstveného materiálu záhyby v předem stanoveném stupni a jeho stykem s horkým hladkým válcem při lehkém napětí.

20

18. Způsob podle některého z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že křížově vrstvený materiál je podélně roztahován před tvarováním a stabilizací částí.

19. Způsob podle některého z nároků 15ažl7, vyznačující se tím, že křížově vrstvený materiál je podélně roztahován ihned po tvarování a stabilizaci částí.

20. Způsob podle některého z nároků 15ažl9, vyznačující se tím, že stabilizace 25 vrcholových Částí se provádí tvarováním křížově vrstveného materiálu při teplotě těsně u bodu tavení termoplastického materiálu.

21. Způsob podle některého z nároků 15 až 19, vyznačující se tím, že stabilizace vrcholových částí se provádí zesítěním vlivem ozáření.

22. Způsob podle některého z nároků 15 až 20, vyznačující se tím, že tvarování a 30 stabilizace zakřivených částí se provádí současně vedením a stlačením křížově vrstveného materiálu mezi drážkovanými válci.

23. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že alespoň čtyři křížově vrstvené fólie jsou zpracovány společně drážkovanými válci a vrstvený materiál je rozdělován v kterékoli další operaci výrobního způsobu na více křížově vrstvených materiálů.

35

24. Způsob podle některého z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že k udržování tvarové paměti ve stabilizovaných částech je roztahování křížově vrstveného materiálu mezi drážkovanými válci prováděno s teplotou materiálu ve stabilizovaných částech udržovanou na pokojové teplotě, zejména mezi 15 až 40 °C.

25. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že během tepelného zpracování se 40 pás křížově vrstveného materiálu podrobí celkovému příčnému smrštění a také podélnému smrštění.

26. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že při příčném roztahování materiálu mezi drážkovanými válci je odváděno deformační teplo a polymer je udržován na požadované teplotě přiváděním proudu tekutého média, s výhodou vzduchu nebo vody spárou

45 drážkovaných válců na jednu nebo obě strany polymemího materiálu.