NO773438L - Molekylaert orientert, ekstrudert nettkonstruksjon av plast og fremgangsmaate til dets fremstilling - Google Patents

Description

"Molekylært orientert, ekstrudert nettkonstruksjon

av plast og fremgangsmåte til dens fremstilling"

Den foreliggende oppfinnelse går ut på forbedringer ved molekylært orienterte nettkonstruksjoner av plast.

De norske patentsøknader nr. 75 3066 og 76 1869 beskriver en nettkonstruksjon fremstilt ved strekking av -et ekstrudert plastnett av den art som omfatter to sett av strenger som ligger i inntil hinannen liggende plan, idet strengene i hvert sett strekker seg på skrå i forhold til dem i det annet sett og er forbundet med disse ved skjæringspunktene ved sammenhengende krysningspunkt-er eller knutepunkter. Slike nett kan f.eks. være ekstrudert eller "støpt" ved den nå velkjente ekstruderingsteknikk som er beskrevet i GB-PS 836.555.

I henhold til den fremgangsmåte som er beskrevet i de ovennevnte patentsøknader, blir det ekstruderte nett strukket slik at både nettstrengene forlenges og nettkrysningene omdannes til langstrakte strenglignende elementer, hvorved der fås en molekylær orientering av plastmaterialet i både de forlengede strenger og i de langstrakte krysninger. (Uttrykket "molekylær orientering" anvendes i sin normale betydning i plastteknologien, men henviser til molekylær orientering ved strekking i motsetning til smelteflyt-orientering. Tilstedeværelsen og graden av molekylær orientering kan fastslås ved anerkjente metoder, som f.eks. røntgenstråledif-fraksjon eller optisk dobbeltbrytning).

I henhold til begge de to ovenfor nevnte teknikker resul-terer strekkeprosessen i en nettkonstruksjon av ekstrudert plastmateriale med maskeåpninger som hver har sekskantomriss begrenset på fire sider av partier av fire separate, forlengede og molekylært orienterte maskestrenger og på to overfor hinannen liggende sider av molekylært orienterte strenglignende elementer som består av strukkede, langstrakte nettkrysninger som utgjøres av sammen-løpende partier av par av de nevnte strenger.

I henhold til norsk søknad nr. 75 3066 kreves der minst to strekketrinn for strekking av det ekstruderte nett for fremstilling av det i søknaden angitte produkt hvor hver krysning er strukket til et strenglignende element i en slik grad at den foretrukne molekylære orientering av plastmaterialet i elementet i retningen for dettes hoveddimensjon (dvs. lengden) strekker seg rundt i betydningen på tvers av de skrev som dannes ved hver ende av det strenglignende element mellom de strenger som går over i det strenglignende element. For oppnåelse av en nettkonstruksjon i henhold til hva som foreskrives i patentsøknad nr. 75 3066 blir det ekstruderte nett i praksis strukket i minst to strekketrinn, enten i maskinretningen eller i tverr-retningen (eller i den ene retning i ett trinn og den annen retning i et etterfølgende trinn), hvoretter materialet i skrevene ved hver ende av de strenglignende elementer strekkes for å bevirke at den molekylære orientering strekker seg rundt i betydningen på tvers av skrevene.

Det er nå funnet at nyttige nettkonstruksjoner av den generelle art som er beskrevet i patentsøknad nr. 75 3066, kan frem-stilles ved utelatelse av det siste strekketrinn som bevirker at den molekylære orientering av plastmaterialet strekker seg rundt i betydningen av på tvers av skrevene. I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir maskestrengene og krysningene av et ekstrudert plastnett av den beskrevne art strukket og molekylært orientert slik at hver maskeåpning igjen antar den sekskantform som er beskrevet i patentsøknad nr. 75 3066, idet hvert strenglignende element (hver krysning) er strukket i en slik grad at orienteringen av plastmaterialet strekker seg gjennom de skrev som dannes ved hver ende av det strenglignende element, men skrevene blir deretter ikke utsatt for en strekking som beskrevet i patentsøknad nr. 75 3066, og orienteringen vil derfor ikke strekke seg rundt i betydningen på tvers av materialet i skrevene.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer således en molekylært orientert ekstrudert nettkonstruksjon av plast med maskeåpninger som har sekskantomriss begrenset på fire sider av partier av fire separate, molekylært orienterte maskestrenger og på to overfor hinannen liggende sider av molekylært orienterte, strenglignende elementer som består av sammenløpende partier av par av de nevnte strenger,karakterisert vedat hvert strenglignende element er strukket i en slik grad at den foretrukne molekylære orientering av plastmaterialet i elementet i dettes hovedutstrekning passerer gjennom, men ikke rundt i betydningen på tvers av de skrev som dannes ved hver ende av det strenglignende element mellom de strenger som går over i det strenglignende element.

I lys av det forhold at den molekylære orientering i henhold til den foreliggende oppfinnelse ikke passerer rundt i betydningen på tvers av skrevene ved hver ende av de strenglignende elementer, vil den resulterende nettkonstruksjon ha mindre motstand mot oppsplitting eller defibrering i lengderetningen av de strenglignende elementer enn konstruksjoner i henhold til søknad nr. 7 5 3 066, og det er derforønskelig ved.fremstillingen av nettkon-struks j onen å anvende harpikser med en relativt høy grad av motstand mot slik splitting eller defibrering, f.eks. LD-polyeten, MD-polyeten.fremstilt etter lavtrykksmetoden eller polyamid.

De faktorer som bestemmer ekstruderingen eller "støpingen" av nett som er egnet for fremstilling av nettkonstruksjoner i henhold til den foreliggende oppfinnelse, ér stort sett de samme som beskrevet i de ovenfor nevnte patentsøknader. Det er således hensiktsmessig å ekstrudere nettet først i slangeform fra konsentriske par av sirkulære matriser som dreier seg i motsatte retninger, og som hver har en krans av på avstand fra hverandre stående ekstruderingsdyseåpninger som beskrevet og vist i GB-PS 836.555. Fortrinnsvis bør hver av dyseåpningene ha et hovedsakelig trapesformet tverrsnitt som beskrevet i norsk patentsøknad nr. 76 1869, men med den bakre kant avfaset eller skråttskåret for å sikre at sideskrevene av nettkrysningene i ekstrudert tilstand er glatte og avrundet, og at V-formede hakk unngås. Den bakre kant kan danne en vinkel på mellom 5 og 25-30° med skilleflaten mellom matrisene, og dyseåpningene kan ha et forhold mellom bredde og dybde (dvs. omkretsdimensjon i forhold til radialdimensjon) på mellom 4 og 10. V-formede hakk i sideskrevene ville være ufordel-aktige i en på tvers orientert konstruksjon hvor skrevene ikke deretter strekkes som beskrevet i patentsøknad nr. 75 3066. Ved ekstrudering av nettet i en fremgangsmåte hvor der anvendes i motsatte retninger roterende matriser, bør den relative hastighet mellom matrisene være slik at der fås en relativt stor maskevinkel (f.eks. på 90 - 110°) for å lette den etterfølgende tverrstrekning av nettkrysningene slik det vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

Strekkingen av det ekstruderte nett for fremstilling av nettkonstruksjoner i henhold til oppfinnelsen kan f.eks. utføres på en av følgende foretrukne måter: a) Det ekstruderte nettet i slangeform blir strukket aksialt i tauform i ekstruderingsretningen (maskinretningen) på kjent måte ved hjelp av kjente organer som f.eks. valser med forskjellige hastigheter for å strekke og orientere maskestrengene, samtidig som maskekrysningene levnes hovedsakelig ustrukket og uorientert. Strekking og orientering av krysningene blir deretter utført for å gi det ferdige produkt ved strekking av nettet i tverretningen, idet der f.eks. anvendes et tverrstrekkeapparat som beskrevet i britisk patentsøknad nr. 12524/76, og som omfatter en divergerende, innvendig doranordning som det slangeformede nett beveges over og langs, idet doranordningen omfatter en hul, fortrinnsvis konisk, innvendig dor og en fleksibel bærehylse som torisk omslutter doren, og som den nettslange som skal strekkes på tvers, beveges sammen med over den ytre doroverflate uten utøvelse av noe aksialt strekk på slangen, idet strekkeprosessen er ledsaget av oppvarmning av nettet ved hjelp av varmt vann eller varmluft. b) Det ekstruderte nett i slangeform strekkes ved strekking bare i tverretningen av både nettstrengene og krysningene

ved at nettet etter ekstruderingen føres direkte til et tverrstrekkeapparat av den ovenfor beskrevne type. Når det ekstruderte nett har relativt liten diameter, kan det være nødvendig å anvende to tverrstrekkeinnretninger av denne type etter hinannen, idet den annen strekkeinnretning har en større diameter enn den første, men når det ekstruderte nett har tilstrekkelig stor opprinnelig diameter, kan der anvendes en eneste strekkeinnretning.

c) Det ekstruderte nett i slangeform slisses aksialt på kjent måte for å gi en kontinuerlig bane som deretter

strekkes på tvers i kjente tverrstrekkeapparater, f.eks. et som omfatter en breddestrekkemaskin hvor

banekantene gripes og bringes til å bevege seg langs divergerende baner, eller alternativt i et tverrstrekkeapparat som beskrevet i britisk patentsøknad nr. 22649/75, hvor banekantene gripes og bringes til å bevege seg i parallelle baner samtidig som det mellomliggende banemateriale bringes til å innta en gradvis forlenget bane på tvers av banematerialets kanter. Banematerialer som strekkes på tvers på denne måte, har ustrukkede kantpartier hvor banekantene er grepet av apparatet.

Nettkonstruksjoner i henhold til oppfinnelsen fremstilt ved tverrstrekking av et slangeformet, ekstrudert nett, er særlig egnet for bruk som emballasjehylser, idet alle strenger og strenglignende elementer i det ferdige produkt ligger hovedsakelig i tverretningen, dvs. i en retning på tvers av nettslangens akse, noe som letter oppsamling på en hylse og gir en mer tilfredsstill-ende emballasje som følge av begrensning av den sideveis spredning av nettet, hvorved der unngås "tykkfalne" pakninger.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser det generelle utseende av det ferdige produkt. Fig. 2 viser en maske av det ferdige produkt i større målestokk. Fig. 3 er et forstørret riss av en maske av nettkonstruksjonen i ekstrudert tilstand (dvs. før strekking). Fig. 4 er et tverrsnitt gjennom et par dyseåpninger som nettet ekstruderes gjennom når en rekke slike åpninger er anordnet i et par av matriser eller dysehoder. Fig. 5 viser i større målestokk en på tvers strukket og forlenget krysning som danner et av de strenglignende elementer i en sekskantet maske. Fig. 6 viser skjematisk skrevet ved enden av en strukket krysning (strenglignende element) og antyder orienteringsmønsteret i materialet i området for skrevet i et nett fremstilt i henhold til norsk patentsøknad nr. 75 3066. Fig. 7 er et lignende skjematisk riss av orienteringsmønsteret i området for skrevet i et nett som er fremstilt i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

De generelle egenskaper av den orienterte nettkonstruksjon

av plast i henhold til den foreliggende oppfinnelse er beskrevet

i den ovennevnte patentsøknad nr. 7 5 3 066. Etter å være utsatt for en strekkebehandling omfatter det ekstruderte nett en flerhet av sekskantede masker 1 som hver er begrenset av fire strukkede strenger 2 og to strukkede krysninger i form av strenglignende elementer 3, idet krysningene er strukket i tverretningen 4 i motsetning til maskinretningen eller ekstruderingsretningen 5. Dette er vist på fig. 1 og i større målestokk på fig. 2, hvor de strukkede krysninger (strenglignende elementer) 3 er noe tykkere enn strengene 2, idet de i ekstrudert tilstand omfatter sammen-løpende, ekstruderte par av de plaststrømmer som danner strengene 2.

På fig. 2 er der i større målestokk vist en eneste maske slik den foreligger umiddelbart etter ekstruderingen eller "støp-ingen", dvs. før masken er blitt utsatt for noen strekking. De ustrukkede strenger 2' krysser hverandre for å danne-sammenløpénde, vedheftende krysninger 3<1>med sideskrev 6 (til. venstre og til høyre i forhold til maskinretningen 5) som er glatte og avrundede og ikke har noen V-formede hakk på midten. Maskevinkelen 7 som er den vinkel som strengene 2' krysser hverandre i, ligger fortrinnsvis i området 90 - 110° for å lette den etterfølgende, tversgående strekking av nettkrysningene som beskrevet nedenfor. Den ønskede maskevinkel oppnås ved innstilling av den relative rotasjonshastighet av de sirkulære, konsentriske matriser av ekstruderingshodet på kjent måte.

For oppnåelse av den ønskede form av skrevene 6 som beskrevet ovenfor har alle dyseåpningene 8 i hver av de sirkulære matrise-overflater fortrinnsvis et hovedsakelig trapesformet tverrsnitt som vist på fig. 4. På fig. 4 er dyseåpningene 8 for enkelhets skyld vist i rettlinjede matriseflater 9 (skjønt disse i praksis vil være sirkelformede på kjent måte), og matrisene 10 dreies i motsatte retninger som vist ved piler 11. Det bakre parti 12 av hver dyseåpning 8 er avfaset eller avskrånet som vist ved 13,

slik at dyseåpningene 8 når de beveger seg bort fra den stilling hvor de står rett overfor hinannen, skaffer en fortynnet og glatt strøm av plastmateriale ved midtpunktet for krysningene 3<1>for å skaffe glatte og avrundede sideskrev 6. Den vinkel som det avfasede parti 13 (den bakre kant av dyseåpningen 8) danner med

matriseskilleflaten, kan som vist være ca. 10°, og dyseåpningen 8 kan ha et forhold mellom bredde og dybde på ca. 5. I praksis er disse to parametre (vinkelen og dimensjonsforholdet) avhengige av hinannen, idet en mindre vinkel foretrekkes når forholdet er stort.

Skjønt tverrsnittet av dyseåpningene 8 er betegnet som "trapesformet", vil det forstås at denne betegnelse henviser til^-den generelle form av åpningene og en form som er relativt enkel å maskinere, men at uttrykket "trapesformet" i fremstillingen omfatter tverrsnitt som," skjønt de stort sett er trapesformede, har f.eks. avrundede hjørner som vist ved stiplede linjer 14 på fig. 4.

Strekking av det ekstruderte nett som beskrevet ovenfor for

å gi nettkonstruksjoner i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan f.eks. utføres på en av de følgende, foretrukne måter:

a) Det ekstruderte nett (se fig. 3) i slangeform strekkes aksialt i tauform i ekstruderingsretningen (maskinretningen 5) på kjent måte ved hjelp av vanlige organer (ikke vist) som f.eks. valser med forskjellige hastigheter for å forlenge og orientere maskestrengene 2', samtidig som maskekrysningene 3<1>levnes hovedsakelig ustrukket og uorientert. Strekking og orientering av krysningene 3<1>blir deretter utført for å gi det ferdige produkt ved strekking av nettet i tverretningen, idet der f.eks. anvendes et tverrstrekkeapparat som beskrevet i britisk patentsøknad nr. 12524/76. Dette apparat omfatter en divergerende, indre doranordning som det slangeformede nett bringes til å bevege seg over og langs, idet doranordningen omfatter en hul, fortrinnsvis konisk, indre dor og en fleksibel bærehylse som torisk omgir doren, og som den nettslange som skal strekkes på tvers, beveger seg sammen med over den ytre doroverflate uten utøvelse av noe aksialt strekk på slangen, idet strekkeprosessen ledsages av oppvarmning av nettet ved hjelp av varmt vann eller varmluft. b) Det ekstruderte nett i slangeform blir strukket ved strekking av nettstrengene 2' og krysningene 3' bare i

tverretningen ved at det ekstruderte nett (fig. 3) føres direkte inn i et tverrstrekkeapparat av den

angitte type. Når det ekstruderte nett har relativt liten diameter, kan det være nødvendig å anvende to tverrstrekkemaskiner av denne type i serie, idet den annen strekkeinnretning har større diameter enn den første. Når det ekstruderte nett har tilstrekkelig stor diameter, kan der imidlertid anvendes en eneste strekkeinnretning. c) Det ekstruderte nett (fig. 3) i slangeform slisses aksialt (ikke vist) på kjent måte for å gi en kontinuerlig bane som deretter strekkes på tvers i kjente tverrstrekkeapparater (ikke vist), f.eks. et apparat som omfatter en breddestrekkemaskin hvor kantpartiene gripes og bringes til å bevege seg langs divergerende baner eller alternativt i et tverrstrekkeapparat som beskrevet i britisk patentsøknad nr. 22649/75 hvor kantpartiene gripes og bringes til å bevege seg i parallelle baner samtidig som det mellomliggende banemateriale bringes til å anta en gradvis forlenget bane på tvers av kantpartiene. Baner som er strukket på tvers på denne måte, oppviser ustrukkede kantpartier der hvor disse er grepet av apparatet.

Ved hver av de ovennevnte måter å strekke det ekstruderte nett vil det bemerkes at skjønt strengene 2' og krysningene 3<*>strekkes i enten to trinn som under a) eller i et eneste trinn som under b) og c), forekommer der intet sluttrinn hvor sideskrevene 6 på fig. 5 strekkes eller settes under spenning for å bevirke at den molekylære orientering vil passere rundt i betydningen på tvers av skrevene 6, slik det er antydet ved stiplede linjer 15 på fig. 6. I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir dette ekstra fremstillingstrinn sløyfet, slik at orienteringsmønsteret i skrevene 6 istedenfor å være som på fig. 6, er som vist ved stiplede linjer 16 på fig. 7, hvor orienteringen er vist å passere gjennom skrevene 6, men ikke rundt i betydningen på tvers av disse.

Claims (4)

1. Molekylært orientert, ekstrudert nettkonstruksjon av plast med maskeåpninger som hver har sekskantomriss begrenset på fire sider av partier av fire separate molekylært orienterte strenger og på to overfor hinannen liggende sider av molekylært orienterte strenglignende elementer som består av sammenløpende partier av par av de nevnte strenger, karakterisert ved at hvert strenglignende element er strukket i en slik grad at den foretrukne molekylære orientering av plastmaterialet i elementet i dettes hovedutstrekning passerer gjennom, men ikke rundt i betydningen på tvers av de skrev som dannes ved hver ende av det strenglignende element mellom de strenger som går over i det strenglignende element.

2. Fremgangsmåte til fremstilling av en molekylært orientert nettkonstruksjon av plast som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ekstruderes en "støpt" slangeformet nettkonstruksjon som ved hver krysning har sideskrev som er glatte og avrundede, og som har maskevinkler på mellom ca. 90° og 110°, at det slangeformede nett strekkes aksialt i tauform for å strekke bare strengene, og at det slangeformede nett til slutt strekkes på tvers uten utøvelse av noe aksialt strekk for å bevirke forlengelse og molekylær orientering av maskekrysningene til strenglignende elementer, idet den molekylære orientering i de langstrakte krysninger eller strenglignende elementer passerer gjennom skrevene ved hver ende av de strenglignende elementer og inn i maskestrengene uten å passere rundt i betydningen på tvers av skrevene.

3. Fremgangsmåte til fremstilling av en molekylært orientert nettkonstruksjon av plast som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ekstruderes en "støpt" slangeformet nettkonstruksjon som ved hver krysning har sideskrev som er glatte og avrundede, og som har maskevinkler på mellom ca. 90° og 110°, og at nettslangen strekkes i et eneste trinn hvor nettstrengene og nettkrysningene forlenges og orienteres molekylært ved utøvelse av et tversgående strekk uten aksialt strekk, hvorved den molekylære orientering i de langstrakte krysninger passerer gjennom skrevene ved hver ende av de langstrakte krysninger og inn i nettstrengene uten å passere rundt i betydningen på tvers av skrevene.

4. Fremgangsmåte til fremstilling av en molekylært orientert nettkonstruksjon av plast som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ekstruderes en "støpt" slangeformet nettkonstruksjon som ved hver krysning har sideskrev som er glatte og avrundede, og som har maskevinkler på mellom ca. 90° og 110°, at nettslangen slisses opp til en kontinuerlig bane, og at banen strekkes på tvers for å forlenge og orientere nettstrengene og nettkrysningene i et eneste trinn, hvorved den molekylære orientering i de. langstrakte krysninger passerer gjennom skrevene ved hver ende av de langstrakte krysninger og inn i nettstrengene uten å passere rundt i betydningen på tvers av skrevene.