DK150793B

DK150793B - Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af et ark- eller baneformet plastmateriale med stor styrke

Info

Publication number: DK150793B
Application number: DK139882A
Authority: DK
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Rasmussen Polymer Dev Rpd
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1987-06-22
Also published as: ZA831986B; EP0090380A1; DK139882A; IE830672L; FI893786A0; AU563111B2; GR77422B; RU2072919C1; FI85245C; DE3382793T2; AU1378983A; JPS59500409A; ES8500805A1; DE3382793D1; AU7469187A; ES520833A0; IE60191B1; FI84035C; RU94040733A; JPH0516227A

Description

150793

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et ark- eller baneformet materiale med stor styrke, hvorved der dannes et laminat omfattende mindst to lag af et termoplastisk poiymermateria-le, idet hvert lag har en fibrillær narvstruktur, som tilvejebringer en 5 fremherskende splittelighedsretning i laget, og idet lagene er indbyrdes sammenbundne med de fremherskende splittelighedsretninger krydsende hinanden, og hvorved molekylerne i lagene orienteres biaxialt ved strækning af lagene i tilnærmelsesvis uniaxiale trin, idet tværstrækningen udføres ved at påføre tryk pi overfladen af lamina-10 tet langs linier, der i det væsentlige strækker sig i laminatets længderetning, til frembringelse af bølgeform.

Beskrivelsen til britisk patent nr. 1.526.722 omtaler fremstillingen af et laminat ved en fremgangsmåde, hvorved der ekstruderes mindst to lag, som hvert består af en blanding af polymerer, 15 der er uforligelige i et sådant omfang, at blandingen ved størkning danner en dispersion af partikler af én polymer i en polymer matrix-smelte, hvor hvert lag smeltestrækkes til opnåelse af en fibrillær narvstruktur med en fremherskende splittelighedsretning efter størkning til en folie, hvor de to lag sammenbindes med de fremherskende 20 splittelighedsretninger krydsende hinanden, og det størknede laminat strækkes biaxialt i tilnærmelsesvis uniaxiale trin, idet strækningen gennemføres ved en temperatur, der er tilstrækkelig lav til at bibeholde den fremherskende splittelighedsretning i hvert lag.

Beskrivelsen til britisk patent nr. 1.526.724 omtaler frem-25 stillingen af et laminat omfattende mindst to folier af et polymert materiale ved en metode, hvorved folierne presses sammen langs linier, der i det væsentlige strækker sig i foliernes længderetning, og folierne samtidig strækkes i tværretningen, hvorved der dannes et laminat med bølgeform i tværretningen.

30 Sidstnævnte fremgangsmåde kan hensigtsmæssigt anvendes til at sammenbinde de to lag og til frembringelse af en tværstrækning af laminatet ved fremgangsmåden, som er beskrevet i beskrivelsen til britisk patent nr. 1.526.722. Laminater, fremstillet på denne måde, udviser imidlertid længdestriber, som giver laminatet tykkelsesvaria-35 tioner i tværretningen og som følge heraf en utilfredsstillende stivhed og lavtemperaturrivestyrke.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et laminat med en forbedret stivhed og en forbedret lavtemperaturrivestyrke, hvorved det bl.a. bliver egnet til fremstilling af sække til emballering af 2 150793 tunge materialer, såsom Portland cement. Dette formål opnås ifølge opfindelsen med en fremgangsmåde af den i indledningen angivne art, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at det biaxialt orienterede laminat efter at være foldet i længderetningen underkastes en 5 varmebehandling ved en temperatur, som bevirker at laminatet krymper mindst 7% i mindst tværretningen, og at varmebehandlingen foretages ved at bringe det foldede laminat i kontakt med en opvarmet valse.

Opfindelsen er baseret på erkendelsen af, at de relativt 10 tynde zoner i de tværstrakte laminater er overstrakte, og at materialet i disse zoner udviser en udtalt tendens til at trække sig sammen, når det opvarmes til en forhøjet temperatur. Som følge deraf har variationer i tykkelsen af laminatet tendens til at blive reduceret eller næsten elimineret under en sådan varmebehandling.

15 Opfindelsen bygger endvidere på erkendelsen af, at der ved at anvende en opvarmet valse til varmebehandling af laminatet opnås en stabiliserende virkning på laminatets tværsammentrækning, og at det for at reducere friktionen mellem laminatet og den opvarmede valse og således tillade en praktisk taget fuldstændig tværsammen-20 trækning af laminatet, er særligt fordelagtigt at foretage varmebehandlingen på et i længderetningen foldet laminat.

Reduktionen af laminatets bredde, som er opnået ved foldningen af laminatet, giver en yderligere lettelse af laminatets tværsammentrækning. Det skal bemærkes, at en tværsammentrækning af 25 laminatet kan finde sted, efter at det har forladt den opvarmede valse, men den spontane tendens til at trække sig sammen er mest udtalt ved starten af varmebehandlingen, d.v.s. medens laminatet er i berøring med den opvarmede valse.

Hvis det tværstrakte bølgeformede laminat får lov til at 30 ekspandere som følge af dets iboende elastiske genetableringsegenskaber, før det underkastes varmebehandlingen, kan der dannes uregelmæssige folder, og som følge heraf bliver den termisk inducerede tværsammentrækning også uregelmæssig. Det foretrækkes derfor at indføre laminatet på den opvarmede valse, medens det stadig 35 har den bølgeform, der er opnået under sidste tværstrækningstrin.

Laminatet får fortrinsvis mulighed for at trække sig sammen i længderetningen under det sidste tværstrækningstrin. Denne effekt opnås ved at opretholde en lav spænding, medens laminatet indfødes i det sidste tværstrækningsorgan (almindeligvis et par riflevalser).

150793 3 I praksis er den opvarmede valse anbragt pi en sådan måde, at laminatet bringes i berøring med overfladen af den opvarmede valse umiddelbart efter at have forladt overfladen af en af de i hinanden indgribende riflevalser, som kan anvendes til at udføre 5 tværstrækningen af laminatet. Når organerne til tværstrækning af laminatet omfatter mindst ét par i hinanden indgribende riflevalser, er der fortrinsvis anbragt en eller flere transportvalser mellem det sidste par i hinanden indgribende riflevalser og den opvarmede valse, idet de hosliggende valser i denne sammenstilling af valser er anbragt så 10 tæt ved hinanden, at folien understøttes af en valseoverflade under tilnærmelsesvis hele bevægelsen fra det sidste par riflevalser til den opvarmede valse.

Der opnås en overraskende forøgelse af bindingsstyrken i laminatet, når tværsammentrækningen af laminatet udføres, medens 15 sidstnævnte holdes i berøring med overfladen af den opvarmede valse, f.eks. som følge af længdespændingen i laminatet.

I DE offentliggørelsesskrift nr. 2.062.014 er der beskrevet fremstillingen af et fibrøst foliemateriale ud fra et biaxialt strakt krydslaminat bestående af folier med forskellige splittelighedsretnin-20 ger. Ved denne fremgangsmåde underkastes det biaxialt strakte krydslaminat eventuelt en varmebehandling med henblik på at reducere spalter og ridser opstået i laminatet under strækningen. Denne kendte varmebehandling tager således sigte på at bibringe en anden type krydslaminat andre egenskaber end varmebehandlingen ved 25 fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særligt fordelagtig, når der anvendes følgende kombination af materialesammensætning, strækningsbetingelser og varmebehandling.

Ved denne fremgangsmåde dannes et laminat omfattende 30 mindst to lag af et termoplastisk polymermateriale, idet hvert lag har en fibrillær narvstruktur, der tilvejebringer en fremherskende splitte-lighedsretning i laget, og idet lagene er indbyrdes sammenbundne med de fremherskende splittelighedsretninger krydsende hinanden, og molekylerne i lagene orienteres biaxialt ved strækning af lagene i 35 tilnærmelsesvis uniaxiale trin, idet det termoplastiske polymermateriale består af en blanding af 40-85 vægtprocent polypropylen og 60-15 vægtprocent af en lavere smeltende eller amorf iblanding, som a) hovedsagelig består af polyethylen, herunder copolymerer af polyethy-len, b) udviser i det væsentlige samme eller større brudforlængelse 4 150793 end polypropylenen, når bestemmelsen foretages ved stuetemperatur under langsom strækning, c) har et elasticitetsmodul, som ved stuetemperatur er lig med eller mindre end elasticitetsmodulet for en blanding af 90% polyethyien med en vægtfylde på 0,95 og 10% EPR 5 indeholdende 25% ethylen og 75% propylen, og hvorved i det mindste de sidste 25% af den biaxiale strækning målt på basis af arealforøgef-sen udføres under 50°C, samt hvor det biaxialt orienterede laminat derpå varmebehandles ved en temperatur på over 50°C, fortrinsvis mindst 70°C.

10 Ved ekstrudering af grundfolierne, som indgår i laminatet, vil polypropylen udkrystallisere (som påvist ved elektronmikroskopering) i form af fibriller med en diameter på fra ca. 0,05 til 2 mikron, medens den blødere polymere iblanding vil danne en belægning på og en omsluttende masse for disse stivere fibriller. Det er velkendt, at 15 polypropylen begynder at omkrystallisere ved 50-60°C, hvorved stiv-heden af fibrillerne generelt set forøges. I den ovenfor omtalte kombination er denne stivhed meget fordelagtig.

Det forhold, at den biaxiale strækning (eller i det mindste den sidste del af denne) udføres ved en lavere temperatur, selv om 20 stivgørelsen af fibrillerne er ønskelig, kunne synes at udgøre en unødig komplikation, men denne trinfølge har i praksis vist sig at være meget fordelagtig.

I overensstemmelse med, hvad der er velkendt fra krydslaminater med stor styrke og fremstillet ud fra uniaxialt orienterede 25 folier, udgør molekylvægten en vigtig faktor, for såvidt angår styrken, og generelt set bør smelteflydeindekset for polypropylenen ikke overstige 1 bestemt ved ASTM D 1238, condition L. Hvis molekylvægtsfordelingen er særligt ensartet, kan smelteindekser på op til ca.

3-4 imidlertid anvendes med et godt resultat.

30 Strækkeforholdet bør fortrinsvis ikke overstige 2,5:1 i nogen retning, og det optimale forhold er almindeligvis mellem 1,3 og 1,9 afhængig af slutanvendelsen af laminatet. Disse værdier refererer til den tilstand, hvor krympningen har fundet sted (hvis der er fremkaldt nogen krympning).

35 Blandingen indeholder som hovedbestanddel fortrinsvis lineær polyethyien. Medens f.eks. en stærkt forgrenet polyethyien er mindre anvendelig, bl.a. som følge af, at brudforlængelsen ved stuetemperatur er væsentligt lavere end for polypropylen, har det vist sig, at anvendelsen af lineær polyethyien i en sådan iblanding syner- 150793 5 gistisk samvirker med de indlejrede fibriller af polypropylen (i den beskrevne strakte og varmebehandlede tilstand) til opnåelse af særligt fordelagtige mekaniske egenskaber. Ydermere har det vist sig, at den lavere temperatur, hvorved polyethylen bliver stiv, forbedrer lavtem-5 peratursegenskaberne for laminatet i en overraskende høj grad, således at den meget udtalte stivgørelse af polypropylenen ved temperaturer under ca. 0°C i det foreliggende tilfælde stort set bliver en fordel fremfor en ulempe, for såvidt angår laminatets mekaniske egenskaber. I denne forbindelse er det vigtigt, at indblandingen, som 10 forbliver blød ved lave temperaturer, ikke occluderer men tværtimod omslutter de stive polypropylenfibriller.

Den lineære polyethylen er i denne sammenhæng fortrinsvis polyethylen med stor vægtfylde og et smelteindeks ifølge ASTM D 1238 condition L på højst 0,2, og iblandingen omfatter yderligere en blød-15 gørende bestanddel, fortrinsvis en elastomer.

Den lineære polyethylen kan også være lineær polyethylen med lav vægtfylde. Almindeligvis bør dens smelteflydeindeks (ASTM D 1238 condition E) ikke overstige 5, og meget lavere smelteflydeindek-ser foretrækkes.

20 Højmolekylær lineær polyethylen med lav vægtfylde, d.v.s.

med et smelteindeks på højst 0,2 (ASTM D 1238 condition L) er særligt foretrukket.

Betegnelsen "lineær polyethylen med lav vægtfylde" eller "LLDPE" betegner polyethylen, som er forgrenet på kontrolleret måde 25 til opnåelse af en stor brudforlængelse. Denne kontrollerede forgrening kan som bekendt etableres enten ved en højtrykspolymerisation under anvendelse af en passende katalysator eller ved copolymerisa-tion med en passende grendannende monomer, såsom f.eks. hexen.

Polyethylenen udvælges fordelagtigt på en sådan måde, at 30 dens krympeevne ved 100°C, i orienteret tilstand, er større end den tilsvarende krympeevne for polypropylenen.

Under disse omstændigheder fremkommer der en speciel morfologi. Denne morfologi kendetegnes ved snoninger eller bølger på po-lypropylenfibrillerne med en snonings- eller bølgelængde af størrelsen 35 1 mikron, som kan observeres i et scanningselektronmikroskop.

Denne strukturs mekaniske tilstand har nogen lighed med cement, som er forstærket med forspændt jern.

Den ovenfor beskrevne varmebehandling kan med fordel udføres på et laminat, hvor splittelighedsretningen i hvert lag i lagene, 6 150793 som skal orienteres biaxialt, danner en vinkel på mellem 10 og 35° med laminatets maskinretning.

En sæk har almindeligvis en bredde, som er meget mindre end sækkens længde, og er fremstillet på en sådan måde, at ma- 5 skinretningen for den termoplastiske folie bliver sammenfaldende med sækkens længderetning. Under fyldningen af sækken og den almindelige håndtering af den fyldte sæk er den væsentligste faktor for såvidt angår dens brugbarhed, rivepropageringsstyrken, punkteringsstyrken og slagstyrken under indvirkning af de kræfter, som 10 hovedsagelig virker i sækkens tværretning.

Når en fyldt sæk tabes udsættes den for kræfter, som hovedsageligt virker i tværretningen.

Man kunne forvente, at et laminat, hvori splitteligheds-retningen i hvert lag ligger relativt tæt ved maskinretningen, ville 15 være svag som følge af, at et brud (dannet ved punktering eller stød) let kunne udbrede sig under indflydelse af disse i tværretningen virkende kræfter.

Kendsgerningen er imidlertid, at det modsatte er tilfældet, nemlig at et således fremstillet laminat almindeligvis udviser en fordel-20 agtig modstandsdygtighed mod rivepropagering i alle retninger og specielt i maskinretningen.

En yderligere opnået fordel vedrører dannelsen af varme-svejsninger ved fremstillingen og/eller tillukningen af sækken.

Medens laminatet let kan omdannes til en slange med sam-25 menlimede eller varmesvejsede langsgående sømme med overlappende kanter, og en relativt ringe oprivningsstyrke (peel strength) er tilstrækkelig hos denne slags sømme, er det vanskeligt og bekosteligt at folde materialet til dannelse af overlappende kanter ved bunden og/eller toppen af sækken. Som følge deraf er der et vigtigt praktisk 30 behov for en folie, som har stor styrke, og som let kan varmesvejses til sig selv til dannelse af sømme på tværs af maskinretningen og med en stor oprivningsstyrke (peel strength).

En foranstaltning, som kan tages i denne henseende, er udvælgelsen af et passende overfladelag på laminatet.

35 En anden foranstaltning består i at muliggøre en væsentlig sammentrækning af laminatet vinkelret på sømmen, d.v.s. parallelt med sækkens længderetning, således at den forøgede tykkelse kan kompensere for tabet af molekylorientering fremkaldt ved varmesvejs-ningen. Samtidig er det væsentligt at begrænse sammentrækningen af 150793 7 laminatet parallelt med sømmens retning, d.v.s. vinkelret på sækkens længderetning.

Det har nu vist sig, at smelteorienteringen af molekylerne frembragt i forbindelse med ekstruderingen (til forskel fra den efter-5 følgende biaxiale orientering ved en meget lavere temperatur) spiller en meget vigtig rolle for sammentrækningen under varmesvejsningen, og at anvendelsen af relativt små vinkler mellem maskinretningen og splittelighedsretningerne (der i det væsentlige er sammenfaldende med smelteorienteringsretningen) derfor fører til væsentligt forbedrede 10 varmesvejsninger ved toppen og/eller bunden af sækken, specielt med hensyn til slagpåvirkninger, som fremkaldes, når en fyldt sæk tabes.

Anvendelsen af den specielle tværstrækkemetode, som er omtalt ovenfor, er også fordelagtig til brug ved strækning af det nævnte laminat. St rækkeforhold et bør fortrinsvis ikke overstige 2,5:1 15 i nogen retning, og det optimale forhold er almindeligvis mellem 1,3 og 1,9, afhængig af laminatets slutanvendelse. Disse værdier refererer til tilstanden, når krympningen har fundet sted (hvis der overhovedet er blevet gennemført en krympning).

Ydermere udføres længdestrækningen, bestemt efter krymp-20 ningen, fortrinsvis ved et strækkeforhold på mindst 105% af tværstrækningen bestemt efter krympning. Denne foranstaltning tages for at undgå en for veludviklet rivepropageringsstyrke i maskinretningen på bekostning af den tilsvarende styrke i retningen vinkelret herpå. Ydermere har overstrækningen i maskinretningen en fordelagtig virk-25 ning på laminatets sammentrækkelighed i forbindelse med ovennævnte varmeforseg lingsproblemer.

Ved praktisk fremstilling af de nævnte særligt stærke laminater anvendes der fortrinsvis ovennævnte særlige kombination af polymerer og varmebehandlingsbetingelser, og der dannes fortrinsvis 30 laminater fremstillet ifølge krav 22 og 23 i ovennævnte britiske patentbeskrivelse nr. 1.526.722. Ifølge disse krav dannes et uorienteret tolaget laminat, hvori lagene udviser krydsende retninger af splitte-lighed, ved direkte coextrudering under anvendelse af roterende dyseparter. Det har nu vist sig, at egenskaberne hos det færdige 35 biaxialt orienterede laminat fremstillet ved denne coextruderingsmetode forbedres væsentligt, når vinklerne mellem splittelighedsretningerne i hvert lag og maskinretningen falder indenfor et område på fra 10 til 35°.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særligt anvendelig til 8 150793 fremstilling af et produkt, som navnlig udviser gode lavtemperaturs-egenskaber, og som let stabiliseres mod ultraviolet lys.

Denne udførelsesform omfatter dannelsen af et laminat omfattende mindst to lag af en termoplastisk polymerblanding omfat-5 tende polyethylen, idet hvert lag har en fibrillær narvstruktur, der tilvejebringer en fremherskende splittelighedsretning i hvert lag, hvorhos lagene er sammenbundne med de fremherskende splitteligheds-retninger krydsende hinanden, og en biaxial orientering af molekylerne i lagene ved strækning af lagene i tilnærmelsesvis uniaxiale trin 10' for derved at omdanne polymerens narvmønster til et siksak-mikro-mønster, og polymerblandingen er sammensat af højmolekylær polyethylen med høj vægtfylde og polyethylen med lav vægtfylde og en væsentligt mindre molekylvægt, idet polyethylenen med lav vægtfylde er udvalgt fra en gruppe af copolymerer og/eller forgrenede polyethyle-15 ner, som a) udviser i det væsentlige samme eller højere brudforlængelse end den højmolekylære polyethylen med stor vægtfylde bestemt ved stuetemperatur under langsom strækning og b) er i stand til klart at segregere under dannelse af en udtalt mikrofase ud fra den højere molekylære polyethylen med høj vægtfylde ved afkøling af en 20 smeltet homogen blanding af de nævnte bestanddele.

Udtrykket "højmolekylær polyethylen med stor vægtfylde" ("HMHDPE") omfatter HDPE med et smelteflydeindeks på omkring eller mindre end 0,2 ifølge ASTM D 1238, condition E.

For sividt angår polyethylen med lav vægtfylde er den for-25 . trinsvis LLDPE.

Ved at kombinere polymerer, som kemisk set er så nært beslægtede og blandes homogent i smelten men dog bl.a. som følge af forskellige molekylvægte klart segregerer ud fra hinanden ved afkøling, opnås en særligt fin og regelmæssig polymernarv bestående af 30 stærkt krystallinske og relativt stive mikrofibriller i en mindre krystallinsk og blødere matrix. Denne struktur er blevet iagttaget i et elektronmikroskop efter en selektiv opløsning af matrixmaterialet. Som ovenfor nævnt er den således opnåede narv særligt regelmæssig, og afstanden mellem hosliggende fibril ler (fra centrum til centrum) er i 35 størrelsesordenen 1/10.000 mm (1/10 pm). Den regelmæssige og fine struktur og den gode binding mellem de stivere fibril ler og den blødere matrix er af betydning for såvidt angår styrkeegenskaberne.

Den bløde matrix1 krystallinske karakter giver materialet en ringe tendens til at koldflyde.

150793 9

Blandingsforholdet mellem HIVIHDPE og LDPE (fortrinsvis LLDPE) kan hensigtsmæssigt være i området på fra 25:75 til 75:25.

HIVIHDPE udviser en stærk tendens til molekylær smelteorien-tering. En sådan smelteorientering anses imidlertid, undtagen når den 5 er svag, som en ulempe i forbindelse med opfindelsen. I denne forbindelse må man skelne mellem den morfologiske "orientering" (polymernarv), som er væsentlig for opfindelsen, og den molekylære smelteorientering, som bl.a. reducerer brudforlængelsen og derved energiabsorptionen.

10 Det er derfor tilrådeligt at anvende en ringe luftkøling ved udløbet fra extruderen, således at den molekylære smelteorientering reduceres til et minimum.

Yderligere forbedringer i denne henseende og andre forbedringer kan opnås, når blandingen yderligere indeholder polypropylen 15 med en molekylvægt, som er væsentligt lavere end molekylvægten af den højmolekylære polyethylen med stor vægtfylde.

Under nedtrækningen ved udløbet fra ekstrusionsdysen vil HIVIHDPE blive molekylært orienteret og vil derved "bære" folien, således at polypropylenen beskyttes mod en stærk molekylær orientering, 20 og efter krystallisationen af polypropylenen vil sidstnævnte "bære" folien, således at HIVIHDPE har mulighed for igen at miste en del af sin molekylære orientering.

Forholdet i blandingen mellem polypropylen og HIVIHDPE + LDPE kan hensigtsmæssigt være i området fra mellem 0 og 70/30.

25 Blandingen kan yderligere indeholde mindre mængder af et legeringsmiddel, f.eks. en copolymer af propylen og en polyolefin med 4 eller flere carbonatomer.

I lighed med, hvad der er angivet ovenfor, overstiger strækkeforholdet .i en hvilken som helst retning og bestemt efter 30 krympning fortrinsvis ikke 2,5:1.

En yderligere udførelsesform tager sigte på at opretholde den korrekte binding og bindingsart mellem de krydslaminerede folier, selv efter en stærk varmebehandling.

Ifølge denne udførelsesform dannes et laminat udfra mindst 35 to separat ekstruderede folier af termoplastisk polymermateriale, idet hver folie har a) et hovedlag, som udviser en fibrillær narvstruktur, der tilvejebringer en fremherskende splittelighedsretning i folien, og b) et andet lag til regulering af bindingsstyrken, idet folierne er sammenbundet med de fremherskende splittelighedsretninger krydsen- 150793 10 de hinanden, og det andet lag i én folie vender ind mod det andet lag i en anden folie, og i hvilke hovedlag den fibrillære narvstruktur består af stærkt krystallinsk polypropylen og/eller mikrofibriller af polyethylen med stor vægtfylde, som er indlejret i et matrixmateriale, 5 der hovedsagelig består af polyethylen med ringe vægtfylde, og det foretrækkes, a) at matrixmaterialet udviser en brudforlængelse, der er lig med eller større end brudforlængelsen for den fibrildannende polypropylen eller for polyethylen med stor vægtfylde, når de prøves ved stuetemperatur under langsom strækning, og b) det nævnte andet 10 lag hovedsageligt består af forgrenet polyethylen og udviser en varmeforseglingstemperatur, der ligger over 100°C, og en brudforlængelse, der svarer til eller er større end brudforlængelsen for fibrildannende polypropylen eller polyethylen med stor vægtfylde.

Den forgrenede polyethylen til brug i det andet lag er for-15 trinsvis LLDPE, hvortil der almindeligvis bør være sat ca. 35% eller mindre af en elastomer, såsom ethylen-propylengummi. Matrixmaterialet kan også hensigtsmæssigt være baseret på LLDPE.

Når det således fremstillede laminat opvarmes til ca. 100°C, enten ved en regulær varmebehandling eller som følge af, at varme 20 varer (f.eks. varm cement) pakkes i laminatet eller i sække fremstillet herudfra, vil bindingsstyrken blive opretholdt på den korrekte og ikke for høje værdi, hvilket er væsentligt for opnåelse af en stor rivepropageringsstyrke.

Det foretrækkes at varmeforsegle laminatet under den tem-25 peratur, hvorved den anden type lag varmeforsegles til hinanden. Det anvendte matrixmateriale har fortrinsvis et smelteområde, der ligger lavere end smelteområdet for det andet lag, og laminatet får lov til at krympe i det mindste i én retning under varmebehandlingen.

Opfindelsen angår også et apparat til udøvelse af den oven-30 for beskrevne fremgangsmåde. Apparatet ifølge opfindelsen omfatter organer til dannelse af et laminat og organer til strækning af laminatet i tilnærmelsesvis uniaxiale trin, idet organerne til tværstrækning af laminatet omfatter organer til at påføre tryk på overfladen af laminatet langs linier, der i det væsentlige strækker sig i laminatets 35 længderetning for derved at påtvinge laminatet en bølgeform, og det karakteristiske træk for dette apparat er, at det yderligere omfatter organer til varmebehandling af det biaxialt orienterede laminat samtidig med, at laminatet får mulighed for at krympe i det mindste i tværretningen, og at varmebehandlingsorganerne omfatter mindst én 11 150793 opvarmet valse, og at de yderligere omfatter organer til at indføre et i længderetningen foldet laminat på den opvarmede valse.

Organerne til foldning af laminatet kan være et separat foldningsapparat, men såfremt der er påtvunget laminatet en bølgeform 5 ved hjælp af et par i hinanden indgribende riflevalser af den type, der er beskrevet i britisk patentbeskrivelse nr. 1.526.724, foretrækkes det at anbringe den opvarmede valse i tæt nærhed af overfladen af en af valserne i parret af i hinanden indgribende riflevalser for at muliggøre, at laminatet bringes i kontakt med overfladen af den 10 opvarmede valse umiddelbart efter at have forladt overfladen af valsen i et par i hinanden indgribende riflevalser.

På denne måde opretholdes laminatets fine bølgeform under bevægelsen fra parret af i hinanden indgribende valser til den opvarmede valse, og det kontraherede laminat, som fremkommer ved de 15 efterfølgende varmebehandlinger, udviser meget anvendelige styrkeegenskaber.

I et apparat, hvor organerne ti! tværstrækning af laminatet omfatter mindst ét par i hinanden indgribende riflevalser, er der fortrinsvis anbragt en eller flere transportvalser mellem det sidste par af 20 i hinanden indgribende riflevalser og den opvarmede valse, idet de hosliggende valser i denne sammenbygning er anbragt så tæt ved hinanden, at folien understøttes af en valseoverflade under i det væsentlige hele bevægelsen fra det sidste par riflevalser til den opvarmede valse.

25 Opfindelsen skal herefter beskrives nærmere under henvis ning til følgende eksempler.

'EKSEMPEL 1

Der ekstruderes en serie 3-lagede rørfolier. Hver folie har et hovedlag i midten, et lag til tilvejebringelse af forbedret varmefor-30 segling på én overflade og et lag til frembringelse af forbedret laminering på den anden overflade. De tre lag udgør 75%, 15% henholdsvis 10% af den samlede folie.

Hovedlaget består af en blanding (grundigt forblandet i en planetskrueekstruder) af 35 1) en såkaldt blokcopolymer af propylen og ethylen, som forekommer under handelsnavnet "Hostalen 1022", 2) en ethylen-propylengummi, som forhandles under varebetegnelsen "Nordel® 1500", 3) en højmolekylær polyethylen med stor vægtfylde, som 150793 12 (r) sælges under varebetegnelsen "Hostalen 9255 F".

Bestanddel 1 har et smeltef I ydeindeks på 0,4 ifølge ASTM D 1238 condition L, og analyse har vist, at denne komponent indeholder ca. 80% homopolypropylen, ca. 10% polyethylen og ca. 10% ethylen-pro-5 pylengummi. En egentlig blokcopolymer kan knap nok påvises ved analysen, men det er meget sandsynligt, at der er upåviselige segmenter af polyethylen på polypropylenen, hvilke segmenter medvirker til at danne en god polymer-i-polymer dispersion.

Bestanddel 2 indeholder ca. 20% ethylen og udviser nogen 10 ethylenkrystallinitet og et smelteindeks pi ca. 0,2 målt ved 190°C men bortset herfra under de samme betingelser som i ovennævnte ASTM specifikation (d.v.s. ved condition E i stedet for condition L).

Bestanddel 3 har en vægtfylde på ca. 0,95 og et smelteindeks på ca. 0,1 målt under de samme betingelser som bestanddel 2.

15 Blandingsforholdene fremgår af følgende tabel: 150793.

13 .j, vo LO ro I * ·» ·> μ p VO CM in -i- vo vO vO T— -rf CM · 0 ζ_) t— r— t— CM T- v— σν V— v— *— Π) P _ _ _____________u ft Ό β Ti -K T- [>, ,—| QOvOvOOO OO OO CO CM VO vO· S-iO § CM *- *- *- *- v-cti « p °

_Q I I /''—'S /~S /—s /-N /^-N /^S

'tuiratunoi-noinoinoinoin o m o o o o >n o o g P mas o roooroooroooroooco oo ro oo in vo n- co co co Π H H P jj w Nw/ v-*' ro ro -h § ro > £ P -p M..............................................................................................................

1 O rv -fc ·* ·· *‘ ·· ·· ........ ·· ·· * ...... " 1* "

^ 4J M * OCOvOvOsivDOsiO si si O OvOOO O O

ftjmpl pincoinromcomsivo si vo si m si si m si · si M QJ Ή (Li *vrvrv*vrv.v.vrvrv rv rv r. r. rv r r. rv Ci rv CO ft _____

LJ i—I ϊ>ν 00 O P

Ή i ^ ,-T-^v-v-r-^r-T- t- v- TT TT TT TT TT TT

o) O · *P OOOsisivOvOsisiO CM si vO O vo O vo O O

Ό in u gmcosisisicoinrovo si vo si vo in si m si · si £ d) rv.vr.rvrv * r. rv rv rv r\ rv rvrvrvrv rv CO * W P Φ v- r- T- v- O^- L 43

•J Π Μ BMO'iO'vCOCOCMCMOOO O CM CM CMCMCMCO OO CM

CM CM CO CO m m in in CO CO COCOCOCM cm CO

th ..........._

*- I

QJ

J t-l I

W O Ss c w w pq É s W η) Μ ft ft <!-r-)r-iprHCB^oomininmLninin m m m ιηιηιηροροιη p & >, p ft] ·Η T- r- cm CM si si si si cm cm cmcmcmpcNPcmcm f£ ø (B τ-4 P P p______ 4-1 ro M 43

U1P &v?CiiCi!n'i''VOV£isisisi Si vO vO vo νΟ vO CO 00 vO

iy ^ pi 1-S H . .................................

T 1 p § j 1 l (¾

>i S & ro ^OOOOOOCD 0,0 O O O O O O O O O

g S ------ ^ ^ _ _____ as, ,

Tj 98, 8 &v8CMCMOOCMCMvOvOvO vO CM CM CM CM CM si Si CM

5 fn ” S, d rsr-vovommcococo ro m m minmvo vo m

p *n ro P i—I

~\ o ft o - OM _ rtu B^ooLninmmininin m m m inmmo o m | g OvOvrsisvOvOsisisi si vD vO vo vo mo co oo vo P >, p P _____ ------------------ ω ω > > p p

(30 I +J ft ^ rO S-i P P CM

o Pi P O O O O (DOCDrOccSOctjOOO P O ft O

M c) r-ooT-oo^-oo^-oov-MootiO'-poodinvor^T-poopoo (DÉHOO rvrvrvrvrvrvrvrvrvCd*vCdr* Λ rvrvrvrv rv rv ρ g n inmn- i^-inmo'rsoop oo ft mo mo inmincripcTiPin q dj ·η sisisisimminmini in I ιηιηιηιηιηιηιηΐ'~α)Γ'»<υιη

[v^ ft β CMCMCMCMCMCMCMCMCMsi CMsiCMSiCMsiCMCMCM··— S'— BcM

_ > ......... · · · ....

-Θ· CtiPOPCUPOBp-H -Γ—I ftej P S fi O ft CT M

P _________________________ 150793 14 „ * <D *^-οοΓ^·^-ονοι^-·^Γ^η£Ν!οοθΓθοο<Νοοοο nu 00-1010-3--1- 00(00101010(001---3-000-1-3-1--

ir-j OsTminÆi'jvD'itn'iuicoin-iinui'i'J'T

ί <u

OO

: c - 83 ε-s __________________ *rH " ~ . ί-ι ο 14-1 -K-S-olior'-vOvOUOOO'-DCNOl'-Oiol'-Oi'S" TJ 0441(00(01001001411411410001--0(0-3-01-3- 3 ^3141441141(0 1--(044-1-3-(0 1-^4411--141(04- 141-3-Γ-- k Μ c s * !s * α) ρ 4— i4i -— cn-a-mi'-ooooax*-*— -3- οι ο ι— <ν

J3 Ο (Ο 441 4— (Ο 441 (Ο 441 141 00 I— -3- (O 441 441 ι41 OO 4 (O

:-1-1 <υ ' >> •u · ✓-% ω C _ _ ___ 4-1 -Μ ·Η----------- ’" - --------- - ....... ~......' Π3 83 Β to S-i -^.

u 4J β Μ Ο ο Β * 1(4 |j ίΠ τ* pO(44100t— -3--70103141-3-0(01- C0o10i414— •η 2;ooootTiooooooomcM-<— οοοο£»σ^οο<Νσ\Γ~· «— X Τ3 ·«- ^ *- . 43 Ο) iJ S > tn

w · ________ _________ R

< ~Z I ......... ...... ” ~ '.....~ ' q

1 *011— 01441011--.441011--1- οομοοιόοοοιι-- -P

Ocooocnr^^tcor^cNi^i-'XJCNicoc^o^-cNio H

: £ ^— x— x— x— x— x— τ— x— x— T—’ fi ° 2 % s ‘i QJ · g . S ti π ! __ ___________________________________________ 8| ί tiO g & i O i· I <D _ 11 ;pjin σΛσχοοοοσνοΟΓΟ·^-·*— cnlolocticmooooo i a; ^ ί ·Ό g^rior^oo-ϊ— r^LTicocovocNO'sj‘a\coo^'vroo * ; u oj ! m > ί _______ 5 .....- ......- o pc3(0-3-(OC(ioo-3-i--oioi<3(44i(00iciococ-i JJ O'— (Ν'— CM i— (Ν'— CM i— ro (Ν'— i— cm cm cl cl & CL) s ·

S

•Η ·Η

B

S ° -S

ft m q Θ'— "fc.

Ό Φ

>. o pi--(0-3-'O<N0i4^(O<7(<N(3(ci'— i— οι o oi ci m i—i di 530301010101010(10(101-3-0301410101-3--3-01 H

P* > 3 w ------------------------------— i

° II

•U CM T- Il 6D £..-03(04--000-3-(7((001--001410(03010 · £ — 1-^00 4--00 00 011-^00(7103(0001--4--(7(000 43 * >00 i~ (- o 150793 15

Laget til opnåelse af en forbedret varmeforsegling består af 70% "Hostalen® 1022" og 30% "Nordel® 1500".

Laget til frembringelse af forbedret laminering består af 50% "Hostalen® 1022" og 50% "Nordel® 1500".

5 Ekstruderingstemperaturen er 250°C og opblæsningsforholdet 1:1.

Hver rørfolie blev spiralskåret under en vinkel på 30°, og to sådanne folier, hver med en bredde på ca. 20 cm, lamineres og strækkes med lagene til opnåelse af en forbedret laminering vendende 10 mod hinanden. I begyndelsen udføres lamineringen og den samtidige tværstrækning ved seks eller syv gange at føre folierne gennem spalten i et par riflevalser af den type, der er illustreret i britisk patent nr. 1.526.722, fig. 7. Delingen på hver valse er 1,8 mm, og bredden af hver spids er 0,4 mm, og spidsen er cirkulært afrundet.

15 Indgrebet mellem spidserne er 0,9 mm. Strækningen udføres ved 35°C.

Derpå strækkes hver prøve i længderetningen ved samme temperatur ved hjælp af valser.

Strækforholdene bestemmes ved hjælp af påtrykte mærker.

20 Under længdestrækningen reduceres bredden væsentligt.

De prøver (som vil blive beskrevet nedenfor), som underkastes varmebehandling, overstrækkes i længderetningen og strækkes til slut yderligere i tværretningen. Målet er, at de varmebehand-lede prøver skal ende med samme strækkeforhold og samme gramvægt 25 som de prøver, der ikke er blevet varmebehandlet. Den foldede form, som frembringes ved den sidste tværstrækning, opretholdes i folien.

Varmebehandlingen udføres derpå ved forskellige temperaturer på 60 cm lange og 10 cm brede prøver, som føres frem og tilbage over en frem- og tilbagegående opvarmet valse i et tidsrum på 120 30 sekunder og under en spænding på 300 g. Der prøves forskellige temperaturer. Prøverne bringes i kontakt med valsen, medens de stadig har den foldede form, men folderne forsvinder gradvis, medens materialet krymper.

Prøverne k og I afviger fra de øvrige ved at være udskåret 35 under en vinkel på 45° i stedet for 30°.

Prøverne i og j afviger ved at være 4-lagede. Vinklerne er som følger: +45°, +30°, -30°, -45°.

Prøverne p og q afviger fra de øvrige ved også at være 4-lagede materialer med de samme retninger og yderligere, med hensyn 150793 16 til sammensætningen af hovedlaget, hvilken sammensætning er: 80% "Hostalen® 1022" 20% lineær polyethylen med et smelteindeks på 1,0 og en 5 vægtfylde på 0,92.

Prøven r er en 2-laget prøve, der svarer til prøve f med hensyn til sammensætning, vinkler og varmebehandlingstemperatur men afviger herfra ved ikke at være blevet underkastet sidste tvær-10 strækning og derfor ikke foreligger i en foldet form, når den bringes i kontakt med den varme valse. Den varmebehandles uden nogen væsentlig tværkontraktion men med en længdekontraktion svarende til den, der sker med prøven f.

Smelteindekset måles ifølge ASTM D 1238 condition L med 15 undtagelse af, at temperaturen er 190°C.

15 mm prøver udskæres i maskin- og tværmaskinretningerne af hver prøve.

Arbejdsliniediagrammer blev udarbejdet ved en hastighed på 15 cm pr. minut og en begyndelsesafstand på 50 mm mellem klemmer-20 ne.

De opnåede resultater vil fremgå af tabel 1 og diagrammerne i figurerne 1 og 2. I disse diagrammer betegner a^ag og a£,a^ flyde-punkterne i maskin- henholdsvis tværmaskinretningen og b^b^ og b£,b4 brudenergien i maskin- henholdsvis tværmaskinretningen. Det 25 bemærkes, at energiværdierne er korrigeret til en gramvægt på 80 g/m2.

Med hensyn til sammenligningen mellem prøven r, som i det væsentlige ikke fik lov til at krympe i tværretningen, og den tilsvarende prøve f, som fik mulighed for at foretage en væsentlig krymp-30 ning, viser tabellen, at den krympede film har en væsentligt større brudforlængelse i tværretningen og energiabsorption i tværretningen, medens de to prøver har omkring samme flydepunkt i tværretningen.

EKSEMPEL 2 35 Proceduren, som er beskrevet i eksempel 1, udførtes på et antal foliesammensætninger, der er beskrevet i nedenstående tabel 2, idet dog de sidste tværstrækketrin og den efterfølgende varmebehandling fandt sted på kontinuerlig måde på en pilotmaskine. Under dette strækketrin indstilles indgrebet for riflevalserne, således at der opnås 150793 17 en sidan grad af foldning, at der praktisk taget ikke vil være nogen tværspænding i folien under den sidste varmebehandling, men også således, at alle folder, der dannes ved denne strækning, forsvinder som følge af tværkrympningen.

5 Ekstrusionstemperaturen er i alle tilfælde 200°C med et opblæsningsforhold på 1:1 og en moderat luftkøling.

Højstyrkelaminatet fremstilles i alle tilfælde ud fra to spiral-opskårne ekstruderede rørfolier. Der afprøves forskellige skærevinkler, se tabel 2. Alle strækningstrin udføres ved 35°C, og varmebe-10 handlingen udføres på en valse opvarmet til 80°C. Varmebehandlingen tager ca. 10 sekunder. Laminatet holdes praktisk taget spændingsfrit, medens det føres ind mellem de sidste par riflevalser (de riflevalser, som ligger umiddelbart forud for valsen til varmebehandlingen).

Denne foranstaltning får laminatet til at krympe ca. 5-10% i længderet-15 ningen under tværstrækningen mellem riflevalserne. Efter denne strækning følger laminatet overfladen af en af disse valser og overføres derpå direkte fra denne overflade til overfladen af den varme valse, idet afstanden mellem disse overflader er kun ca. 1 cm. Denne styrede overføring sikrer, at de fine folder frembragt ved stræknin-20 gen mellem riflevalserne forbliver fine og ensartede, således at der frembringes en ensartet tværkontraktion på den varme valse.

Sidstnævnte drives med en periferihastighed, som er ca.

10% større end periferihastigheden for det sidste sæt riflevalser.

Denne foranstaltning og et minimum af spænding ved aftagningen fra 25 den varme valse giver laminatet stor frihed til at krympe i længderetningen.

Når laminatet forlader den varme valse overføres det til en kølevalse, hvorefter det opvikles.

Længde- og tværstrækkeforholdene måles efter hvert trin i 30 processen ved at måle deformationen af cirkler, som er påtrykt folien før det første strækketrin. Målet er et endeligt strækkeforhold (d.v.s. efter varmebehandlingen) på 1,40:1 i begge retninger.

Indstillingen af tværstrækkeforholdet finder sted ved antallet af tværstrækningstrin, som er blevet varieret mellem 5 og 7 (hvor-35 til kommer den sidste før varmebehandlingen). Indstillingen af længdestrækkeforholdet finder sted ved variation af de relative hastigheder af valserne i enheden til længdestrækning. En passende indstilling af strækkeforholdene er en kompliceret sag, og variationer mellem 1,35:1 og 1,45:1 er blevet tolereret.

150793 18

De således fremstillede forskellige laminater undersøges med hensyn til a) Elmendorf rivepropageringsmodstand ifølge BS 308 B (43 mm indsnit), 5 b) Beach punkteringsmodstand ifølge BS 4816:72, c) Faldpilsslagstyrke ifølge ASTM 1709.

Beskrivelse af råmaterialerne:

Smelteflydeindekset (m.f.i.) refererer til ASTM D 1238 con-10 dition L (for sividt angår polypropylener) eller condition E (for såvidt angår polyethylener eller EPDM).

"Dowlex® 2045": LLDPE med en vægtfylde på 0,920 og m.f.i. på 1,0.

"Hostalen® 9255": HMHDPE med vægtfylde på ca. 0,95 og 15 m.f.i. på ca. 0,05.

"Hostalen 1050": Homopolypropylen med m.f.i. på 0,4.

"Hostalen 1022": Copolymerpolypropylen med m.f.i. på 0,4 (yderligere beskrivelse, se eks. 1).

"Nordel® 1500": EPDM med m.f.i. på ca. 0,3.

EVA: En EVA indeholdende ca. 20% vinylace- 25 tat og med m.f.i. på ca. 5.

19_150793 a o uo n u ti }« -ctco—-ooomo\-d· -ri m o vo m m <1· σ' οι ·<-<

Μ Τ3 * «, η η « r. nr, r. rj (JO " ** ** " " " " _T CM

Co q σ\ to ou^ r> i'-'— cm m ο n ·ί o oo o i''· σν O 2 O

3 B O --- r- — CO g — — — — ^ o. m_____ λ at p --------------- , " ® Θ oo - v.-- ocg _ _ 10 d s

,d d Ό a o cm ο· σν — σν p~ σν — c σι n i- n to i"' σ\ ό C

CJ -ri g r-* * η η η η η η η η QJ (J-J η η η η - "" " coHceig — <ρ νο ον — Pft.cn ft— do d ft- co cm o — co cm cn ^oo c CQ 4-1 CO 1-. __________ ---_____— + + + /—ft OOOOO OO O O OOOOO 02 2 2

Co <j· cm Pft co o p^ft— σι m <r m m m vo mo vo o •h m η σι ρ· n -er cmoj ovo o n- vo o co oooo ft— ^ * d -m ft- ft— CM CM CM ft-_ CM_ CM ft— ft-__CM--II- cn - -----=F IF T1 _ _ p tt) 3 -3c OOOOO OO OO OOOOO OO o o ft iw β * r^omcnp' ft-cn om m vo cn cm cm cm cn cm o w ft ft -ft a ,o »- ·4 Μ ω ft— <r <p p- cm -d- <p m «— vo»- <" cn >

0 >. O -,- ft— ft— ft— »— cMft— ft— CM ft— ft— CM ft— *— ft-CN ft“ ft- O

ό c g '_______________ri

C cn 6--+- +++ + _ °S

CUC1) OOOOOOOOO OOOOO OO O O Π g > co * vo oo ft— cn cm co *- vovo oo cn co p^ cm ^2 2 pit nl 1-4 ·Η <P Q T- fti OVP. vo 0<r <f vO CMOVP^vOO -i 'Ci oo o> W pvc SS CM ft— CM CM ft—_cn ft— ft- ft- ft ft ft— ft CM tN__£*__ --—- Γ g QJ I OOOOOOOOO OOOOO OO Ο Ο ·Η Ό 00 * OOOOO OO OO OOOOO OO O O cn d id a) oooor^oor^vocnoooo oc λ oi n co cjo cn cn 2 λ a; .-i . i i i i i ii ii i'·'' · ' Λ Λ g T3 ϋ) Μ β OOOOO ΟΟ ΟΟ Ο Ο Ο Ο Ο OO Ο Ο g ι-4 r-l >. cd OOOOO ΟΟ OO OOOOO oo o o cd ·Η ft ft im vD vo vO <P Mf vO vDvD vo 00 00 m m m P~ I'' rn h ft cn M | ------------ft - " +1 1 d ω » £ ni 4-i cm m m >- <f oo men cn «- p·« cm o <f <— mp~ <f <r ctj η ω E prp^p^p~p~cx3p~p^p~ r^oooop'p^ p~ p~ oo oo o* 0 S) — ____n- Oft 60

„ CU

oo w omomomomo omoom mm m ft cdai co <1- co <r co <rcn ~d- vo co *d* vo co <r <f <1- <f co 1 60 r-ι na £ 4J d exi d CU ·ι-Ι >4-4 ft > od d cd oo------ ° ft ω > ^ L-> ΰ-ι "ft O MT o .g s » s* s ?5 u S © * fi H O r. r-l 3 r-l ϊ—I CO <4 M-ι / ft cd ri cd co r"! -+ ft--' 60 ft a z :4-)t3 = = 3= - d d o o cn d o ai

60 Ή 4-1 q 0 6 0= Q

cdi-ir CticMZO = a) i—I M ift 6 CM 6 O 63 0) Cd &ftS om 6vS 60

Qjeno ^?ft-6^ft- O

ft ft 6^ o O O o -ri cd d oo r^cn ft- F„n.

s.« q_i Cii) QJ

. . ---- i i 1 " 1 1 1 1 "’ i— —————— ·- * I—i Q} W z z z z Z Z Z £τ—i 60 cm ιη (\| cm io cvj O ΙΠ cm LO (N LO Φ ^ cm: o: ιλν: νιλ z z ocmi z m z z cmia cmlo-π B £

d OlOOlOCMOiOOCM LO OOOLOOOCNJIOO O CN O CM LO O ^±. g W

eSaåg'eåi'e' S SSe-SSrS-SS Sff ® ®S£ o 5 di c -i V^sSeSg £ SS g S§r n ft r-lr—l i—I t—I .—I >! r-4(Ur-lXr-lr-lr-l|«<r-4 'li'lj ^‘Ί r· 4J60O cdtUr-icucdidcucdcd cu aiHidcuiiJcdcacuci): «cd id cd m ® ft d cdft 4j r-1 o >—i ft ft i—i ft ft ft-1 Ό o 4-i .—i ftd ft ft *—i *3 ft ft ft ft dl T3 al ai 81 h co3>3cow3cocn 3 ft>cn3ftww&ft wco<;wcn3ft Ό ® S ift OOOOOOOOO O OOOOOOOOO a O > O O O O 1-4 ·Η ft waJed BflZflKKQSB P ΖΖΒΟΖίκΟΖ * ^ — ζ ζζζζζζζζζ ζ Ζ Ζ m m ~ — Μ-1 ο , J 4-i *4-1 Λ aim 6vS6vSBv?e^B^6^B^B^S^ 6^Βν?6^Β^^5^ίΒ^ 60 W ft α> S i''· ooooinmooo o ooooooooo oqooooo aj+i cu cocMcocMcncncnmcM cm »— mcMCM*— mcMCMv— vocMCMmcMCM^— ^>cu cn Q6

g "ft r H

----------------— > ·Ι-Ι > ·Η g T—I ”cd 1—1 d

cd1-- i-ι cd oo tpo +J

cdlftimo a> o o- o d i Ή fti

ao C ft om S -Si 2 Ff Q

ft ή cm v— £ fti 3 ft "H

oB'ftk® cnaig;^

cw id cd ^)¾ 0 M CQ

μ- rM 3 ω cuboaidoi !r-i Or r ~ 6 z z z z i—i *r4 ft ·π c

60 ft O 3 ft >,r^ft^!M

cd cu T- o o d ® & 01 3j r-l ft 'Q Z ft 3 ft /

o*'.-- aJdwSH

ω cu f m -ft m a 60 '6^ .—i g ii ii ii Ό ft d O O o *-* dO'ftp^cn fa<0+*H< I—I U-l ft ____·Κ cM^pr^. -d" P- erv O cm

ε cu 1-lOrt r- r— . CM CM CM

150793 20

Adskillige af prøverne blev yderligere prøvet for Elmendorf rivepropageringsstyrke ved -15°C. For prøverne med sammensætning R 407, R 414 og R 419 gav dette de samme resultater (inden for metodens nøjagtighedsgrænser) som forsøgsresultaterne ved 20°C, der 5 er vist i tabel 2. Dette gode resultat ved lave temperaturer er overraskende i betragtning af de store indhold af polypropylen men forklarlig på basis af mikrostrukturen, som omfatter de mikroskopiske til submikroskopiske fibriller af stiv polypropylen, som er næsten fuldstændigt indlejret i relativt blød polyethylen.

10 Et studium af rivemodstandsværdierne i forhold til lamine ringsvinklerne (se tabel 2) giver det resultat, at 45°'s laminaterne udviser en væsentlig svaghed (relativt set) i 450,s retningen, d.v.s. parallelt med narvretningen i et af lagene.

Det samme er ikke tilfældet for 30o,s laminaterne, som gene-15 relt set viser væsentligt højere totale riveværdier, når man tager i betragtning, at den svageste retning almindeligvis bestemmer laminatets værdi med hensyn til rivepropageringsmodstand.

En undtagelse fra reglen, at 450,s laminater udviser en relativt ringe rivepropageringsmodstand langs 45°'s retningen, findes i 20 sammensætning R 407. Hovedlaget (midterlaget) i denne prøve består af HMHDPE og LLDPE i kombination med polypropylen med en væsentligt lavere molekylvægt end HMHDPE, jfr. krav 18. Det formodes, at den forbedrede rivestyrke i 45°'s retningen i dette tilfælde skyldes de gunstige virkninger, der er forklaret i den generelle omtale i forbin-25 delse med det nævnte krav.

Endelig har sammensætningerne indeholdende 100% LLDPE i forseglingslagene (d.v.s. R 402, 404, 407, 420, 421, 422) vist sig at danne en passende forsegling ved ultralydsforsegling. Forseglingen modstår forskydningskræfter pi op til ca. 5-6 kp/2,5 mm og afskræl-30 ningsspændinger pi op til ca. 2 kp/2,5 mm. I denne forbindelse er det vigtigt, at forseglingslaget og matrix'en i midterlaget består af i det væsentlige samme materiale, nemlig begge af en polyethylentype med lav vægtfylde, medens den fibrillære, diskontinuerlige, indlejrede fase i mellemlaget består af meget højere smeltende polypropylen.

35 EKSEMPEL 3 Højstyrkelaminater fremstilledes ud fra to sammensætninger, der begge helt bestod af HMHDPE og LLDPE, bortset fra mindre mængder EPDM i laget til opnåelse af en forbedret laminering. Fremgangsmåden var den samme som forklaret i eksempel 2 med undtagelse 150793 21 af, at der anvendtes en prototype maskine tii drift i fuld teknisk skala.

I begge tilfælde var ekstruderingstemperaturen 240UC, skærevinklen 45°, strækketemperaturen 35°C, valsernes temperatur 5 ved varmebehandling 80°C og tidsrummet for varmebehandlingen ca.

10 sek. Der anvendtes to opvarmede valser, den ene efter den anden, og derpå to kølevalser. Det endelige strækkeforhold målt efter varmebehandlingen var ca. 1,4:1 i begge retninger.

Hele stræknings/lamineringsprocessen inklusive varmebe-10 handlingen udførtes på en produktionslinie, som omfattede fem tværstrækkestationer, en længdestrækkestation og den sidste tværstrækkestation, som forsynede laminatet med folder til "fri-krympende" varmebehandling. Mellem det sidste par riflevalser og den første valse til varmebehandlingen og i umiddelbar nærhed af begge var der en 15 mellemvalse, der tjente til at holde folderne fine og ensartede.

Tværstrækningsforholdet kontrolleredes ved at indstille indgrebet mellem riflevalserne i hvert af de første fem par riflevalser.

Som i eksempel 2 blev indgrebet mellem det sidste par riflevalser indstillet således, at tværspændingen under varmebehandlingen 20 holdes på et minimum.

Den lineære hastighed for laminatet ved udløbet fra stræk-ke/lamineringslinien var ca. 30 m/min.

Sammensætningen af folierne og resultatet af laboratorieundersøgelsen fremgår af tabel 3.

25 Polymerangivelserne og undersøgelsesmetoderne for slag styrke, rivestyrke og punkteringsstyrke er forklaret i ovenstående eksempel 1. De andre mekaniske egenskaber blev bestemt ud fra arbejdsliniediagrammer udført på 15 mm brede prøver, idet begyndelsesafstanden mellem klemmerne var 50 mm.

30 Arbejdsliniediagrammer blev lavet ved en relativt lav ha stighed, nemlig 150 mm/min., og ved en meget lav hastighed, nemlig 15 mm/min. Sidstnævnte forsøgtes for at studere krybestyrken.

Flydespændingen (i Newton/mm ) bestemtes derfor ved hver af de to hastigheder, medens brudforlængelsen (i %) og trækstyrken 35 (i Newton/mm ) kun bestemtes ved hastigheden 150 mm/min.

Laminatet fremstillet ud fra sammensætning R 1 blev yderligere konverteret til sække med åben ende på en kommerciel sækkemaskine. Laminatet foldedes først til et flat rør, medens det forsynedes med sidesømme under anvendelse af et i handelen værende "hot-melt" 22 150795 klæbemiddel, blev derpå afskåret i længder, medens det varmeforseg-ledes på tværs til dannelse af sækkens bund. Sømmen blev fremstillet ved en simpel impulsforsegling (uden nogen form for foldning eller påføring af klæbebånd, men forseglingsbetingelserne optimeredes for 5 at opnå maksimal krympning i længderetningen. Sækkens dimensioner var ca. 100 x 50 cm. Ca. 30 af sådanne sække fyldtes, lukkedes ved hjælp af klæbebånd og faldprøvedes ved minus 20°C og sammenlignedes med sække med en tilsvarende størrelse og fremstillet ud fra en lavvægtfyldepoiyethylenfolie med standardkvalitet til sækkeproduktion 10 og en gramvægt på 185 g/m . Ved disse forsøg viste højstyrkelaminatet sig at være klart overlegent på trods af den meget lavere gramvægt. (Vægten af højstyrkelaminatet var, som det fremgår af tabel 3, 74 g/m , eller laminatet var med andre ord 2½ gange så let som det almindelige polyethylensækkemateriale).

23 150793 \ t oo <r o o cm ^ <f <n I «· ____ g ---

r-I Ώ CO

μ o u-, m 0 » m a) ------_____ xl æ 6M co ό

D i-) * o O

G 3 P \Q m

CQ OO S

-... i. - *H

O O' Ό

O » G

m o vo iB

O' co CM > _________ 0)

. O' 10 1-J

I λ Τ' „ λ ocg

,Χ oo O co 00 B

B ft) G υ 3 g ·η--------- a) EGO cm 00 n~ i-i

•HOG S λ *> G

X 3 0 B * .- a> S

M ft ^ R LO <T ·Η s ,n CO ^ S cn

_t_____M

cd & O *cO · rO · vO *C0 m o c * c - "> £ - w 1 <r ιοβ-HomB-Hr^ m S ·η *- m E ·β co g to 1-gem 1-E6- -EEN .-60-- a)

4J —--—=--G

,X * · CO -CO · Γ'- ^ ‘ ^ 3

G00 g5 O'^.G·' --. 3 ·· O G - g » G

3 G u υοΒ·Ησιΐη6·ΗΗ~ m 6 ·η σ' m E ·η oo cd ft-n s β t— Bg·^- ^-EB’-’-BB·'- a.

3 Ό CM___ ___ft 3d G E . m · cm · co · oo cd toft) B * o— 3 ·> ---3- o p " 'ic'd _Λ i—) ft --- P m E η oi in S ·η co m E Έ o m E ·η r·— oo ft cn Z s ^.Ξο,-ρ-ΒΒ·^- i-IBoi r-EE'- a)

__^ M__G

----- — - w

cm n. G

O - Q) in CM ID > I <r .- o pd ----—--

G - * r— co G

co 3 1 3d * - - CU

ft CO c o CO Ό > J 00 3 CO O ,— -Θ-

ft ,3 3-)-) £---------G

ft cj *H co i—) ^0" in ft <; 3 G 3d 0 * _ Λ H 3 3 ο ο p ο ^ £ pq -G E O S ,- g t—!

--------—----— <B

c-' + ,05

G o O C

•Η O \f\ CM CD

G m co cm co cm a) a) 3d--T + / 3d

ig .05 G * <5 O

G G ·Η *)C vø O iG

0 P-ι Q CO ^ cd

3d G E U CS! CO

G co B---+——” + <o 3 3 * <5 <=> )-1 B > co cm o cu i—! *H -d" 0 Q CM i—1 W G ^ S CM CO 4-1

-—-—1------G

1 CU

CU rG

•H G CM .-- CO ,-1 —i 00 E r—- r-' <u oft) -- ft > M c

_________—------ CU

I +-) oo G o m cd hn 3 O 00 I 00 Q sf M ,-ι m G G G 4-1

. ·Η O *H 3 rH CM - G

Gd)GG4-)rHrt ^ 3 GOTdOO^G OX CO iji

•"OiGOJiGCUinO OCU Ή G

^>HWp33M— 4J ________> -R

G -—-------1- ~ I G

,,1 O X O >< 00 tr>-P .

^ B G <U B Cj ° C f)

a, cu cd ih rcu: ,η: rcu- -+_ -HG

wr-) cd iHinSm ^-imSm ndGC

rHOO tM!G N dm O -3- G -P ·Η “33 mo O G CM O Q O O G CM Ο P O 3Q)jsi _ g H r^G mMO'inrcM r^-3CTiCOdCM GCfi p _________—-----ω 3 ns ω G ^ § c oo I I r ! = -Θ- U1 m g 3 G I 5mGO +1 d( > - ,-1 Ο 00-H ο Ό" Ο O “sir) g 4-1 G B oo 4-1 qo z m

3 -H 3 G Cd r-j r CM = -- II II II

[ΰμ3ρΓ-).Η3 = ^ 34-)34-)3 OO 0303 * M ,0 3 3 ·— G__i^ r-i_co Ό_____ B 3

Claims

150793

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et ark- eller baneformet plastmateriale med stor styrke, hvorved der dannes et laminat omfattende mindst to lag af et termoplastisk polymermateriale, idet hvert 5 lag har en fibrillær narvstruktur, som tilvejebringer en fremherskende splittelighedsretning i laget, og idet lagene er indbyrdes sam-menbundne med de fremherskende splittelighedsretninger krydsende hinanden, og hvorved molekylerne i lagene orienteres biaxialt ved strækning af lagene i tilnærmelsesvis uniaxiale trin, idet tværstræk-10 ningen udføres ved at påføre tryk på overfladen af laminatet langs linier, der i det væsentlige strækker sig i laminatets længderetning, til frembringelse af en bølgeform, kendetegnet ved, at det biaxialt orienterede laminat efter at være foldet i længderetningen underkastes en varmebehandling ved en temperatur, som bevirker at 15 laminatet krymper mindst 7% i mindst tværretningen, og at varmebehandlingen foretages ved at bringe det foldede laminat i kontakt med en opvarmet valse.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et laminat med den form, som er opnået under den sidste 20 tværstrækning, indføres på den opvarmede valse.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at laminatet får mulighed for at trække sig sammen i længderetningen under sidste tværstrækningstrin.

4. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, 25 omfattende organer til dannelse af et laminat og organer til strækning af laminatet i tilnærmelsesvis uniaxiale trin, hvorhos organerne til tværstrækning af laminatet omfatter organer til at påføre laminatets overflade tryk langs linier, der strækker sig tilnærmelsesvis i laminatets længderetning, og til at bibringe laminatet bølgeform, kende-30 tegnet ved, at det yderligere omfatter organer til varmebehandling af det biaxialt orienterede laminat samtidig med, at laminatet får mulighed for at krympe i det mindste i tværretningen, og at varme-behandlingsorganerne omfatter mindst én opvarmet valse, og at de yderligere omfatter organer til at indføre et i længderetningen foldet 35 laminat på den opvarmede valse.

5. Apparat ifølge krav 4, hvorved organerne til tværstrækning af laminatet omfatter mindst ét par i hinanden indgribende rif levalser, kendetegnet ved, at den opvarmede valse er anbragt i umiddelbar nærhed af overfladen af den ene valse i parret af