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制造依序拉伸聚合物膜的方法、用于這類方法的設備及由此獲得的產品與流程

文檔序號:11848716閱讀:566來源:國知局
制造依序拉伸聚合物膜的方法、用于這類方法的設備及由此獲得的產品與流程

本發(fā)明的實施例涉及方法和該方法生產的產品,其中,所述方法包括在圓形或螺旋形槽輥或經修改的圓形或螺旋形槽輥之間的至少一個依序拉伸步驟。

更具體地,本發(fā)明的實施例涉及方法和該方法生產的產品,其中,所述方法包括在這類圓形或螺旋形槽輥之間的至少一個依序拉伸步驟并且可根據(jù)在本文中更全面地描述的至少六個方面之一執(zhí)行所述依序拉伸。



背景技術:

依序拉伸產品是眾所周知的。利用在互相嚙合的槽輥之間的一個或多個拉伸步驟獲得所述產品。這類輥的凹槽可以是圓形、盤旋形的或平行于輥的軸線。在此槽輥拉伸之前和/或之后,膜可沿其縱向和/或橫向方向被均勻地拉伸。

依序拉伸產品由彼此穿插的取向不同的區(qū)域構成。這對撕裂擴展和刺穿特性有重要作用。

公布的專利申請的以下例子論述這種技術并且與本發(fā)明相關:Rasmussen&Rasmussen的美國專利申請No.14023120;Fraser等人的美國公開No.2012/0033900A1;McPherson等人的美國公開No.2012/0039550A1;Borchardt等人的WO 2013/116264A2;Dorsey等人的美國公開No.2012/0269466A1;以及Borchardt等人的美國公開No.2013/0209711A1。

在根據(jù)以上提及的美國專利申請No.14023120的方法中,在槽輥之間沿與每個膜中的取向的主要初始方向不同但最高不同80°的方向拉伸一個膜或位于彼此之上的若干個膜。槽輥上的脊足夠尖銳,以在于脊之間被拉伸的膜材料和經拉伸的膜材料的條帶之間形成明確的分割(如該申請中進一步限定的),所述條帶已被鋪設在脊上并跟隨脊。脊的尖銳邊緣防止了拉伸這些條帶。此現(xiàn)有技術專利申請詳細說明了在取向的初始方向和拉伸方向之間獲得低于80°的角的3種不同方法,即:膜被擠制成縱向取向占優(yōu)勢的管狀形狀。它可以或可以不沿此方向被進一步拉伸。它被呈盤旋形地撕開,以形成在與新的機器方向成角度的情況下具有大體單軸向取向的網狀物,并且膜最終在具有圓形凹槽的槽輥(也被稱作環(huán)輥)之間被分段地拉伸。兩個或更多個這種呈盤旋形地被撕開的管在沿十字交叉方向或方位被“夾置”之后在此可被環(huán)軋在一起。(在一些文獻中,“交叉層壓”和“交叉夾置”之間存在區(qū)別,在前者中層通常被聯(lián)結在一起,在后者中層可以或可以不被聯(lián)結在一起)。常見的環(huán)軋方法通常足以形成聯(lián)結/無聯(lián)結的圖案,其聲稱適合用于撕裂擴展阻力。

替代利用盤旋形切割來在環(huán)軋之前在網狀物中獲得成角度的取向,擠制模具的出口可旋轉,以在擠制膜中形成螺旋形熔體取向。這可坍塌以形成“交叉夾置”或交叉層壓。

如在第一個描述的程序下,具有成角度取向或交叉夾置的單個膜最終在具有邊緣尖銳的脊的環(huán)輥之間被拉伸。

作為第三個選項,所提及的專利申請聲稱可通過利用具有螺旋形凹槽的互相嚙合槽輥獲得未被拉伸的條帶的延伸方向和拉伸方向之間的小于80°的角。此第三個選項對于本發(fā)明特別重要。

本發(fā)明涉及與這些發(fā)明相關的對分段式拉伸聚合物膜的相關技術的改進。



技術實現(xiàn)要素:

第一方法實施例

本發(fā)明的實施例提供分段拉伸膜或膜組件的方法,所述方法包括步驟:在縱向拉力下將所述膜或所述膜組件供給到互相嚙合的旋轉的第一槽輥(1)和(2)之間的夾持部中,所述第一槽輥(1)和(2)具有與輥軸線成在10度(10°)和75度(75°)之間的角的第一盤旋形凹槽,并且在所述膜或組件穿過所述第一槽輥(1)和(2)時拉伸所述膜或組件。所述方法還包括抵消盤旋形槽輥的螺旋運動作用,其中,所述螺旋運動作用傾向于在所述膜或組件穿過所述輥時向第一側移動所述膜或組件,其中,抵消步驟包括:(a)在所述槽輥(1)和(2)中的一個或兩個的脊上供應細小的凹口,以建立抵抗所述螺旋運動作用的摩擦阻力,或(b)在所述夾持部的緊鄰前方,使繃緊的膜或組件越過具有細小盤旋形凹槽的輥,該凹槽適于給予所述膜或組件沿與所述第一側相反的方向移動的傾向,或(c)在所述夾持部的緊鄰前方,使繃緊的膜或組件越過固定棒的圓形表面,其中,所述圓形表面包括適于給予所述膜或組件沿與所述第一側相反的方向移動的傾向的細小的成角度定向的凹槽,或(d)在所述槽輥(1)和(2)中的一個或兩個的脊上供應細小的凹口,以建立抵抗所述螺旋運動作用的摩擦阻力,并且在所述夾持部的緊鄰前方,使繃緊的膜或組件越過具有細小盤旋形凹槽的繃緊輥,該凹槽適于給予所述膜或組件沿與所述第一側相反的方向移動的傾向,或(e)在所述槽輥(1)和(2)中的一個或兩個的脊上供應細小的凹口,以建立抵抗所述螺旋運動作用的摩擦阻力,并且在所述夾持部的緊鄰前方,使繃緊的膜或組件越過固定棒的圓形表面,其中,所述圓形表面包括適于給予所述膜或組件沿與所述第一側相反的方向移動的傾向的細小的成角度定向的凹槽。

在某些實施例中,所述凹口的深度小于或等于所述輥(1)和(2)的脊的相互嚙合尺寸的50%,并且優(yōu)選地,所述凹口的深度小于或等于所述輥(1)和(2)的脊的相互嚙合尺寸的25%。在其他實施例中,所述凹口包括在與所述輥中的所述第一凹槽基本垂直地布置的所述脊中的細小的第二凹槽。

在其他實施例中,所述方法還包括:在與具有凹槽的拉伸輥(1)和(2)相遇之前,將所述膜或組件加熱至第一拉伸溫度,以及保持所述具有凹槽的拉伸輥(1)和(2)處于顯著低于所述第一拉伸溫度的保持溫度,使得所述膜或組件在所述膜或組件與所述具有凹槽的拉伸輥(1)和(2)接觸的區(qū)域中被冷卻。

在其他實施例中,所述方法還包括:在所述供給步驟之前,在低于膜的熔化溫度的第二拉伸溫度下基本沿縱向方向均勻地或分段地拉伸所述膜或所述組件中的至少一個膜,優(yōu)選地,所述第二拉伸溫度基本處于環(huán)境溫度。在其他實施例中,所述第一槽輥上的每個脊具有兩個不同的基本盤旋形的邊緣。

第二方法實施例

本方面的實施例提供依序拉伸膜或膜組件的方法,所述方法包括步驟:將所述膜或所述膜組件供給到互相嚙合的旋轉槽輥(1)和(2)之間的夾持部中,其中,所述凹槽在與輥軸線成10度(10°)和75度(75°)之間的角的情況下被塑造成盤旋形,并且其中,一個槽輥上的脊的第一軸向位置相對于另一個槽輥上的脊的第二軸向位置是可變化和可調節(jié)的,經由可調節(jié)的馬達彼此獨立地驅動兩個輥,使得可獨立地調節(jié)每個輥的速度,或容許所述輥(1)和(2)中的一個沿軸向滑動。

在某些實施例中,通過彈簧控制裝置、氣動裝置或液壓裝置在可滑動的輥上施加受控的軸向力。在某些實施例中,所述槽輥上的每個脊具有兩個不同的基本盤旋形的邊緣。

第三方法實施例

本發(fā)明的實施例提供依序拉伸膜或膜組件的方法,所述方法包括步驟:在縱向拉力下沿機器方向將膜或膜組件供給到具有第一凹槽的互相嚙合的旋轉的第一槽輥(1)和(2)之間的夾持部中,所述第一凹槽在與輥軸線成10度(10°)和75度(75°)之間的角的情況下被塑造成盤旋形,在所述膜或組件穿過所述第一槽輥(1)和(2)時依序拉伸所述膜或組件,以及在沿機器方向被拉伸時并且在基本避免了橫向收縮時從所述槽輥(1)和(2)上拉下所述膜或組件,機器方向拉伸在所述槽輥和與所述第一槽輥緊鄰地分開的至少一個輥之間執(zhí)行。

在某些實施例中,所述第一槽輥中的一個或兩個在一個或多個圓柱形部段內不具有凹槽,以避免所述膜或組件的一個或多個縱向延伸區(qū)域中的任何成角度拉伸。在其他實施例中,避免成角度拉伸包括所述膜或組件的一側或兩側。在其他實施例中,所述槽輥(1)和(2)中的一個或兩個由多個區(qū)段組成,并且兩個區(qū)段彼此接觸的窄部段不具有凹槽,并且構成所述槽輥中的一個的多個區(qū)段被制成為可在此輥的芯體上沿軸向滑動。

第四方法實施例

本發(fā)明的實施例提供生產膜產品的方法,所述方法包括步驟:共擠熱塑性聚合物膜組件,其中,組件的一側包括膜或一組互相強聯(lián)結的膜(A),并且另一側包括一組互相強聯(lián)結的膜(B),以及在一個或多個拉伸步驟中,膜組件在低于膜的熔化溫度范圍的拉伸溫度下被拉伸,其中,經由圓形槽輥、盤旋形槽輥或軸向槽輥依序執(zhí)行至少一個拉伸步驟,以生產至少一系列區(qū)段(G)和另一系列區(qū)段(F),其中,區(qū)段(F)被拉伸的程度小于區(qū)段(G)或區(qū)段(F)保留與依序拉伸之前所述組件的取向基本相同的取向,其中,所述組件的成分和方法條件被選擇成使得最終膜產品中的(A)和(B)弱聯(lián)結在一起,從而使得它們可被剝離分開,通過應用比膜或一組膜(A)和(B)中的每個的厚度小的聯(lián)結層或一組聯(lián)結層(C)制成此弱聯(lián)結,其中,(C)的成分被選擇成使得它聯(lián)結到(A)和(B)但是在最終產品的剝離期間粘合失效,并且其中,所述組件的成分和所述方法條件被選擇成使得在所述最終膜產品中滿足以下三個條件中的至少一個:(A)和(B)在每個區(qū)段內沿每個方向顯示不同的彈性系數(shù)(E),(A)和(B)在每個(F)區(qū)段或每個(G)區(qū)段內或者在每個(F)區(qū)段和每個(G)區(qū)段內顯示不同的主要取向方向,或依序拉伸完全地或實際上破壞一系列的區(qū)段(G)內的聯(lián)結,同時一系列區(qū)段(F)內的聯(lián)結保持足以使所述膜產品是完整的產品。在某些實施例中,通過在拉伸期間摻合用于內部空隙的由微小顆粒形成的制劑,實現(xiàn)(C)中的低粘合強度。在某些其他實施例中,通過摻合不兼容的聚合物實現(xiàn)(C)中的低粘合強度。在一些實施例中,所述依序拉伸將(C)轉化成纖維網。

在一些實施例中,所述依序拉伸之前在熔化范圍以下沿擠制的機器方向進行基本連續(xù)的拉伸。

第一膜產品實施例

本發(fā)明的實施例提供膜產品,膜產品包括經共擠依序拉伸的熱塑性聚合物膜組件,其中,所述組件的一側包括膜或一組互相強聯(lián)結的膜(A),并且另一側包括一組互相強聯(lián)結的膜(B),其中,所述依序拉伸已經形成被不同地拉伸的至少兩系列彼此嚙合的區(qū)段(F)和(G),與(F)區(qū)段相比,(G)區(qū)段被更多地取向并且更薄,其中,在每個所述膜或膜組(A)和(B)中,每個(F)區(qū)段和每個(G)區(qū)段具有主要分子取向方向和主要取向方向,在每個(F)區(qū)段中相對于相鄰的(G)區(qū)段中的主要定向方向形成值在5°和90°(包括端點值)之間的角(u),其中,(A)和(B)弱聯(lián)結在一起,使得它們可被剝離分開,通過應用比膜或一組膜(A)和(B)中的每個的厚度小的聯(lián)結層或一組聯(lián)結層(C)制成此弱聯(lián)結,并且其中,滿足以下三個條件中的至少一個:(A)和(B)在每個區(qū)段內沿每個方向顯示不同的彈性系數(shù)(E),(A)和(B)在每個(F)區(qū)段或每個(G)區(qū)段內或者在每個(F)區(qū)段和每個(G)區(qū)段內顯示不同的主要取向方向,或完全地或實際上破壞一系列區(qū)段(G)內的聯(lián)結,同時一系列區(qū)段(F)內的聯(lián)結保持足以使所述膜產品是完整的產品。

在某些實施例中,(C)中的粘合失效已將(C)轉換成纖維網。在其他實施例中,一系列區(qū)段(F)中的每個區(qū)段和一系列區(qū)段(G)中的每個區(qū)段線性地延伸并且互相平行。在其他實施例中,所述角(u)具有在15°-75°之間的值。在其他實施例中,(A)包括多于55%的HDPE,并且(B)包括多于55%的LLDPE或LDPE或兩者。在其他實施例中,(A)包括多于55%的PP,并且(B)包括多于55%的聚乙烯類型材料。在其他實施例中,(A)是在所述膜產品的表面上包括低熔點熱密封層的一組膜。在其他實施例中,(B)是在所述膜產品的表面上包括低熔點熱密封層的一組膜。

第五方法實施例

本發(fā)明的實施例提供取向方法,通過在夾持部中依序拉伸膜或膜組件來進行所述取向,夾持部在兩個圓形或螺旋形的互相嚙合槽輥(101)和(102)之間或者已被脊上的凹口額外修改的這類槽輥之間,其中,所述膜或組件通過在進入所述夾持部時或之前被供應以細小的橫向波紋被裝填到所述夾持部中,并且通過在穿過所述夾持部期間發(fā)生的依序拉伸,在通過拉伸而被取向的區(qū)段中完全地或部分地消除上述波紋,而在未被取向的區(qū)段中所述波紋實質被保持,并且通過經拉伸區(qū)段中的收縮而被穩(wěn)定。

在某些實施例中,所述裝填作為單獨的步驟執(zhí)行。在其他實施例中,所述裝填發(fā)生在與所述膜或組件接合的橡膠帶之間,同時它們從縱向拉緊狀態(tài)收縮至不那么拉緊的狀態(tài)。在其他實施例中,通過選擇槽輥(101)和(102)作為圓形槽輥并且以比另一個輥(102)的圓周速度實質上快的圓周速度旋轉一個輥(101),在所述膜或膜組件進入所述夾持部時執(zhí)行裝填,在所述夾持部的入口處,所述膜或組件與較快的輥(101)摩擦接合,以足以以比較慢輥(102)的速度快的速度將所述膜或組件供給到所述夾持部中,由此所述較慢輥的脊被供應以足以降低所述膜或組件的速度并且優(yōu)選使所述膜或組件跟隨所述較慢輥(102)的速度的凹口。

在其他實施例中,通過向所述較快輥的脊供應優(yōu)選基本上為波紋形式的光滑凹口,建立所述膜或組件與所述較快輥(101)的摩擦接合,光滑度足以容許經裝填的膜或組件在具有凹口的脊之上無害地滑動,同時經裝填的膜或組件由于橫向拉伸而處于強繃緊狀態(tài)。在其他實施例中,所述槽輥(101)和(102)的直徑等于或小于70mm。在其他實施例中,所聲稱的步驟在根據(jù)第一、第二和第三方法實施例(如上展出的)的步驟或其任何結合之后。在其他實施例中,通過向聚合物材料中添加微空隙形成微粒,使所制造的膜的經拉伸部分透氣。

第二膜產品實施例

本發(fā)明的實施例提供膜產品,膜產品包括沿機器方向延伸并且具有沿此方向的主要取向方向的波紋形窄線性第一序列,波紋建立沿此方向的裝填,并且在其間是具有基本垂直于機器方向的主要取向方向的基本平坦的窄線性第二序列,所述第一序列厚于所述第二序列,并且波紋的深度使得,消除實質上所有波紋需要沿機器方向的至少20%,優(yōu)選30%拉伸,更優(yōu)選40%拉伸。

在某些實施例中,足以消除實質上所有波紋的沿機器方向的橫向測試拉伸具有彈性特征,使得所述膜可返回它在所述測試拉伸之前具有的狀態(tài)。在其他實施例中,第一線性序列和第二線性序列窄于5mm,優(yōu)選窄于2mm,更優(yōu)選窄于1mm。在其他實施例中,產品是多微孔的。

第三膜產品實施例

本發(fā)明的實施例提供膜產品,包括沿機器方向延伸并且具有沿此方向的主要取向方向的波紋形窄第一序列,波紋建立沿此方向的裝填,并且在其間是在相對于機器方向成在45°-85°之間的傾角的情況下被取向的第二序列,在對比每個第一序列的任一側上的取向時,這具有Z字形特征。在某些實施例中,產品是多微孔的。

第六方法實施例

本發(fā)明的實施例提供在互相嚙合的第一槽輥和第二槽輥之間依序拉伸膜或膜組件,所述第一槽輥和第二槽輥具有圓形凹槽或螺旋形凹槽,其中螺旋相對于輥的軸線成在90°和20°之間的角地延伸,在該方法中,至少所述第一槽輥的直徑為70mm或更小,在該圓形或螺旋形槽輥上,脊可被供應以凹口,并且在該方法中,直徑等于或小于70mm的任何這種輥都抵抗依序拉伸所產生壓力被在所述槽輥一側上的至少一個短支撐輥和在所述槽輥另一側上的一個短支撐輥支撐,所述短支撐輥被布置成嵌套所述槽輥。在某些實施例中,至少所述短支撐輥的圓周表面包括防磨損聚合物材料。在某些實施例中,這類短支撐輥被用于支撐具有有凹口的脊的圓形拉伸槽輥,并且所述短支撐輥具有相應的凹槽表面,所述凹槽表面的脊配合到拉伸槽輥的凹槽中,使得所述支撐作用在拉伸輥的凹槽的底部上。在其他實施例中,利用其制造的所述膜產品(P)與另一膜產品(O)被后層壓在一起,優(yōu)選用以形成交叉層壓。

一般設備

本發(fā)明的另外的實施例提供適于執(zhí)行本文所述的任何方法的設備。

一般產品

本發(fā)明的另外的實施例提供利用本文所述的任何方法制造的產品。

附圖說明

參照以下詳細描述和說明性的附圖可更好地理解本發(fā)明,在附圖中,相似元件的編號相同:

圖1描繪圖示本發(fā)明的6個方面的不同結合的流程圖。

圖2描繪原理簡圖,示出結合所有方面的內聯(lián)制造,除了未包括擠制和第一縱向拉伸步驟之外。

圖3a和b描繪根據(jù)本發(fā)明的第五方面的在移動較快的圓形凹槽輥(101)的脊上的凹口的一個實施例的形狀;圖3a描繪通過圖3b中的a-a的截面,即,垂直于輥軸線,并且圖3b描繪圖3a中的截面b-b,即,平行于輥軸線。

圖4a和b描繪與圖3a和圖3b所示的凹口一起工作的,在移動較慢的圓形凹槽輥(102)的脊上的凹口的優(yōu)選形狀;圖4a描繪通過圖4b中的a-a的截面,并且圖4b通過圖4a中的b-b的截面。

圖5a和b描繪展示通過垂直于取向的初始方向的依序拉伸(圖5a)和在與該取向成角度的依序拉伸(圖5b)獲得的不同結果的顯微照片。

圖6描繪本發(fā)明的第三方面所生產的產品的顯微照片,并且示出通過此程序獲得的細小褶皺。

圖7a和b描繪顯微照片,示出本發(fā)明的第五方面獲得的“裝填”產品;在圖7a中,膜被“裝填”到其初始長度的85%,并且在圖7b中被裝填至其初始長度的50%。

具體實施方式

本發(fā)明的發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)在圓形槽輥之間拉伸縱向取向的膜總是變得不如取向的初始方向和依序拉伸的方向之間的角度小于80°時類似的拉伸那么均勻。在這一點上見對比性顯微照片圖5a和圖5b。在某些實施例中,角度在20°和70°之間。在大多數(shù)實施例中,本發(fā)明包含至少一個這種拉伸步驟。

本發(fā)明具有六個不同的方面,都與依序拉伸膜和這種膜的制造相關。可單獨地或以不同方式結合地執(zhí)行這六個方面,如下文將顯示的。甚至可以將所有六個方面結合到一個技術中,在這一點上見流程圖圖1。

本發(fā)明的第一方面

在具有呈盤旋形地形成的凹槽的互相嚙合的槽輥之間進行的拉伸包含若干問題,在具有圓形凹槽的槽輥中不存在這些問題。一個問題是,尤其是首先與膜相遇的槽輥嚴重傾向于將膜或膜組件拖拽到一側,由此在膜接近槽輥時在膜中形成深的偏移褶皺。這個問題不能利用普通的邊緣控制手段解決,但是根據(jù)本發(fā)明的第一方面,它可由兩種不同的手段解決,這兩種手段可單獨地或結合地執(zhí)行。解決所述問題的一種方法是在這些互相嚙合的槽輥中的一個或兩者的脊上制成細小的凹口。據(jù)此,在脊的表面和膜或組件之間產生顯著的摩擦力,該摩擦力抵抗脊之上的不期望的滑動。

另一種手段在于,緊鄰兩個槽輥之間的夾持部之前,使處于沿縱向繃緊狀態(tài)的膜越過具有細小的盤旋形凹槽的輥,或越過具有成角度地定向的凹槽的圓形表面,在兩種情形中都使得凹槽給予膜被拖拽向側面,與拉伸槽輥所施加的拖拽相反。通過調節(jié)膜或膜組件中的拉力或者膜或膜組件的通道,兩個拖拽作用可彼此消解。

根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明內容中的第一方法更準確地限定本發(fā)明的此第一方面,并且稍后將描述特定的實施例。

關于在具有呈盤旋形地形成的凹槽的互相嚙合的槽輥之間進行的拉伸的另一個問題是兩個輥上的脊互相配合在一起。在圓形槽輥的情形中,僅軸向調節(jié)是要緊的,但是在具有螺旋形凹槽的輥的情形中,互相成角度的調節(jié)具有類似的重要性。這意味著,至少對于工業(yè)拉伸機器,必須采取特定的預防,兩個槽輥不能在成機械固定關系的情況下被驅動,所述機械固定關系與每個輥被固定在其軸向位置同時地憑借齒輪建立。

本發(fā)明的第二方面

本發(fā)明的第二方面提供解決所述問題的兩個方案。

在描述兩個可行方案之前,應該提及的是,可以保持每個螺旋形輥被固定在其軸向位置,并且僅對一個輥使用正常的機械驅動裝置。于是,膜或膜組件將像驅動帶那樣起作用并驅動其他槽輥,但是,膜材料的依序拉伸將變得很不均勻。

解決所描述的問題的兩個合適方案中的一個在于,兩個輥彼此獨立地由兩個馬達驅動,并且使得每個輥的驅動作用是可調節(jié)的,從而使得兩個馬達彼此獨立地工作??梢宰⒁獾剑瑑蓚€輥總是以相同的圓周速度運轉,因為,如上所述,輥之間的膜或膜組件用作一種驅動帶。

另一個方案在于,容許兩個輥中的一個自由地沿軸向滑動。于是,作用在可滑動輥上的力將用于自我調節(jié),以生產相對均勻但非全然均勻的依序拉伸。通過在本說明書中稍后描述的額外手段,它可變得全然均勻。

根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明內容中的第二方法更準確地描述本發(fā)明的第二方面,并且稍后將解釋特定的實施例。

本發(fā)明的第三方面

本發(fā)明的第三方面關于在螺旋形槽輥之間進行成角度拉伸之后,從這些輥上拿下膜或膜組件的程序。膜或組件自身傾向于在起褶皺狀態(tài)以及在與槽輥設備的機器方向成角度的情況下離開輥,因此在卷起或進一步處理之前自然的對待方法是讓它跟隨新的機器方向并憑借香蕉輥或類似的繃緊裝置去除褶皺。但是,根據(jù)本發(fā)明的第三方面,已被依序拉伸的膜或膜組件在沿這些輥的機器方向(即垂直于它們的軸線)被拉伸的同時從槽輥被拉下。此機器方向拉伸在槽輥和與螺旋形槽輥緊鄰地分開的至少一個輥之間執(zhí)行,從而至少基本上避免膜或膜組件的橫向收縮。

可通過在膜或膜組件進入螺旋形槽輥之前在其上畫圓并且研究額外的機器方向拉伸之后得到的橢圓,來研究所得到的拉伸比率。以此方式,發(fā)現(xiàn)雖然膜或膜組件在視覺上尚未變得更寬,但是已經形成與機器方向成小角度的主拉伸方向。這可通過剪應力來解釋,其發(fā)生在從槽輥拉下膜時,并且相信它對機器方向撕裂擴展阻力有一些重要性。

最好在擴大鏡下或顯微鏡中進行的近距離視覺研究示出經拉伸序列的很細小的褶皺,并且褶皺幾乎但不完全平行于機器方向延伸(見顯微照片圖6)。此幾乎不可見的褶皺給予產品令人愉悅的相對溫暖的感覺。

從以上實際角度,本發(fā)明的此第三方面給出一種優(yōu)點,其不需要改變機器方向并且不需要繃緊框架或類似結構,由此機械的設置也將需要更少的空間。

本發(fā)明的第四方面

在本說明書開始時提及的前三個現(xiàn)有技術專利申請論述或提及在依序拉伸的層壓件中產生強聯(lián)結/弱聯(lián)結或強聯(lián)結/無聯(lián)結圖案,聲稱并展示這類聯(lián)結圖案高度有利于撕裂擴展阻力。

本發(fā)明的第四方面關于相信在此方面給出其他優(yōu)點的方法和產品。這里,層壓方法被特定的共擠方法代替。此方法在共擠物的一側上形成膜或一組互相強聯(lián)結的膜(A),在另一側上形成膜或一組互相強聯(lián)結的膜(B),并且可選地形成在(A)和(B)之間用作聯(lián)結控制結構的層或一組層(C)。(C)薄于膜或組(A)和(B)中的每個。此膜產品在一個或多個拉伸步驟中被拉伸,其中,依序執(zhí)行至少一個步驟。

共擠中的組分被選擇成使得在最終的膜產品中,(A)和(B)如此弱地聯(lián)結在一起,以致于它們可被剝離分開。通過選擇(C)使得(C)在最終膜產品的剝離期間粘合失效但仍粘合性地聯(lián)結到(A)和(B),來獲得該弱聯(lián)結。此外,組件的成分和方法條件為,(A)和(B)中任一在依序拉伸所產生的每個區(qū)域內沿每個方向顯示不同的彈性系數(shù)(E),或者(A)和(B)在每個區(qū)段內顯示取向的不同方向,或者成分和方法條件被選擇成產生以下作用,即,分段式拉伸完全地或實際上破壞一系列大多數(shù)被拉伸的區(qū)段內的聯(lián)結。在每種情形中,裂縫將傾向于在兩個膜或一組膜(A)和(B)中沿不同方向擴展??梢赃@么說,最終的膜產品表現(xiàn)為“假的交叉層壓件”。

有第三個選項,即,成分和方法條件被選擇成產生以下作用,即,分段式拉伸完全地或實際上破壞一系列大多數(shù)被拉伸的區(qū)段內的聯(lián)結。此外,在該情形中,縫隙將傾向于在兩個膜或一組膜(A)和(B)中不同地擴展。

可結合三個不同選項。

在本發(fā)明的發(fā)明內容的第三和第四方法部分展出的方法方面中以及本發(fā)明的發(fā)明內容的第一膜部分展出的膜產品中更精確地限定本發(fā)明的第四方面。

與利用強聯(lián)結/弱聯(lián)結或強聯(lián)結/無聯(lián)結生產層壓件的現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的本第四方面給出明顯的優(yōu)點,即,所生產的膜產品可薄很多,但對于較厚的材料也有優(yōu)點。一個優(yōu)點是,在拉伸之前的作為內聯(lián)方法的擠制方法的安置和運轉比包括利用兩個單獨模具進行的擠制加上層壓和拉伸的內聯(lián)程序的安置和運轉更簡單。最終,當所有其他參數(shù)大體相同時,在所聲稱的程序中熔體取向將最低。這是因為以下事實,即,熔體取向很一般地說受限于較長的分子并且限制固化之后拉伸的可能性,并因此對撕裂擴展阻力和刺穿深度有負面作用。

作為根據(jù)第四方面的方法的一個條件,以上闡明了,最終產品中的膜或膜組(A)和(B)如此弱地聯(lián)結在一起,以致于它們可被剝離分開。當通過嘗試從一個邊緣剝離來對此進行測試時,剝離可在使用膠帶的情況下開始。兩個膠帶可與聯(lián)結在膠帶之間的層壓件的邊緣部分聯(lián)接。然后兩個膠帶可被剝離分開,并且可開始剝離層壓件。如果這未發(fā)生,則兩個塑料膠帶被鋪設在彼此之上,并且層壓件在一端處位于其間。每個膠帶必須被加熱密封到層壓件。執(zhí)行加熱密封,同時避免兩個膠帶之間的直接聯(lián)結。然后,在兩個膠帶的幫助下嘗試剝離。如果仍不能剝離層壓件,則判斷層壓件不可剝離。

本發(fā)明的第五方面

本發(fā)明的第五方面關于生產具有絨毛樣表面的經分段式拉伸的膜或膜組件的方法。主要目的是給予產品溫暖的紡織品感和紡織品外觀。在近40年左右,已經提出用以制造“毛絨膜”的方法,但是據(jù)發(fā)明人所知,尚未有這種方法被工業(yè)化。根據(jù)本發(fā)明的第五方面,在一對槽輥(101)和(102)之間依序拉伸膜或膜組件,槽輥的凹槽是圓形或盤旋形的,并且在以下論述的重要實施例中,通過脊上的凹口進行進一步修改。在此方法中,膜或膜組件被裝填到兩個輥之間的夾持部中。這意味著膜或膜組件在進入夾持部時或之前被供應以細小的橫向波紋。通過穿過夾持部,在通過拉伸而取向的區(qū)段中完全或部分地消除了波紋,而在未取向的區(qū)段中保留了波紋。因此,變直的區(qū)段使其他區(qū)段的波紋穩(wěn)定。

這可通過研究顯微照片圖7a和圖7b來最佳地理解。圖7a示出已被裝填至其初始長度的85%的膜,圖7b示出已被裝填至其初始長度的50%的膜。通過已經主要沿橫向方向(但在圖7b中略有偏移)被拉伸的縱向延伸區(qū)域來穩(wěn)定所述裝填。這產生很有效的“毛絨”效果,而不損害強度特性。此外,當被角刺穿時,產品示出了深的穿透深度。

在第二產品實施例和第三產品實施例部分下描述本發(fā)明的第五方面所獲得的很有趣的產品結構。可以注意到,依序拉伸所獲得的凸臺通常薄于膜的其余部分,但在本發(fā)明的第五方面它是相反的。由此,膜上的“毛絨”更好地抵抗彎曲。

在第二產品部分下提及的彈性特征被發(fā)現(xiàn)是膜的機器方向裝填和依序橫向方向拉伸相結合的結果,其最初主要顯示機器方向取向(例如,通過從擠出機上拿下而形成的)。此彈性特征在若干產品中有優(yōu)點。以上描述了在第三產品部分下提及的“Z字形”結構。

本發(fā)明的第六方面

本發(fā)明的不同方面的許多實施例使用額外地被供應以脊上的凹口的槽輥。為了降低制造價格,優(yōu)選小直徑。這可通過所描述的自身簡單且價格低廉的傳送機系統(tǒng)方便地實現(xiàn)。

對于工業(yè)機器,兩個槽輥的長度必須通常為至少500mm,這意味著執(zhí)行本發(fā)明的第六方面通常將需要,必須在它們的長度的一個或多個部分上用輥支撐這種小直徑的輥。據(jù)發(fā)明人所知,用輥支撐的槽輥不是現(xiàn)有技術。

在某些實施例中,支撐件應該由若干個短支撐輥構成,支撐輥沿它們所支撐的槽輥被組裝,使得短輥的軸線互相移開以嵌套槽輥。如果這種支撐輥用于支撐具有有凹口脊的圓形拉伸槽輥,則短支撐輥應該優(yōu)選具有相應的有凹槽表面,該表面具有配合到拉伸槽輥的凹槽中的脊,使得支撐作用在拉伸輥的凹槽的底部上。目的是最小化支撐輥的磨損。

在這一點上,參照國際專利申請PCT/EP2010/056220(Rasmussen),尤其是見照片圖2以及關于此點的描述。

以下描述關于本發(fā)明的全部六個方面

眾所周知,在拉伸期間通過摻和合適的細小微粒,例如由CaCO3或滑石構成的,在膜中形成內部空隙。在本說明書開始時提及的公開中的4個中描述和聲稱了分段式拉伸對這種技術的使用,即,兩個Borchard等人的公開、Dorsey等人的公開以及Rasmussen和Rasmussen的公開。如在這些公開中的每個中提及的,空隙可通過整個膜或膜組件,或者可因包括無空隙層而受限。在兩種情形中,它都致使膜產品變白,由此避免成本相對高的染色并且可獲得與經拉伸/未拉伸結構相對應的裝飾性圖案。如果空隙是貫穿式的,則它還使得膜產品透氣,并且由此適用于某些衛(wèi)生紡織物。

以類似的方式并為了類似的目的,貫穿或非貫穿空隙也可有利地被應用于使用本發(fā)明的6個方面中的任何方面制造的膜中。

由于有利的強度/重量關系適合用于制造低重量袋,在本說明書開始時涉及的公開也提及分段式拉伸的膜。在這一點上,這些公開強調作為用于垃圾袋和食品袋的膜的用途,因為分段式拉伸膜可形成有有利的撕裂擴展和刺穿阻力特性。對于根據(jù)本發(fā)明的6個方面中的任何方面制成的膜和膜組件也是這樣。

所述公開還提及了在衛(wèi)生產品中的用途。這里,外管和感覺以及(在多數(shù)情形中)貫穿多孔性是至關重要的。所有這些特性都可通過合適地適應本發(fā)明的每個方面來實現(xiàn)。柔韌性由較薄的區(qū)段產生,溫暖的感覺由波紋區(qū)段產生,并且貫穿多孔性由用于內部開裂的制劑產生。

根據(jù)本發(fā)明的六個方面中的任何方面的依序拉伸產品可被后層壓,具體是交叉層壓。每個方面將要或者可以引起波紋區(qū)段的形成。在該情形中,優(yōu)選以避免波紋變平的方式執(zhí)行交叉層壓。其實現(xiàn)方法在RASMUSSEN的國際專利申請PCT/EP/2010/059751的產品權利要求16、方法權利要求23和圖3中描述和聲稱。這些公開內容通過引用合并于此。

本發(fā)明的6個方面中的每個適合用于基于差不多任何可冷拉伸的熱塑性聚合物來制造膜產品,但是由于多數(shù)終端產品是相對便宜的日用品,因此特別感興趣的是較便宜的聚合物,諸如LLDPE、HDPE和PP。也可應用LDPE,但由于相對低的冷拉伸性,并不優(yōu)選。

可以注意到,可降解聚合物,例如熱塑性改性淀粉,也可應用于每個方面,并且有可能對本發(fā)明重要。

如下面將進一步描述的,本發(fā)明的第五方面可用于更貴的紡織物產品,并且在該情形中,諸如聚酰胺和聚酯的聚合物可成為優(yōu)選的原材料。

現(xiàn)在將描述本發(fā)明的六個方面中每個的不同實施例

上文已經描述了第一方面如何解決螺旋形槽輥向一側拖拽膜或膜組件的問題,通過在至少一個槽輥的脊上形成細小的凹口或通過在槽輥之前布置相反拖拽作用,或通過這兩種手段。

在本方面的一個實施例中,凹口深度小于或等于輥(1)和(2)的脊的互相嚙合的尺寸的50%,并且優(yōu)選地,凹口深度小于或等于輥(1)和(2)的脊的互相嚙合的尺寸的25%。

優(yōu)選地,這些凹口包括與輥中的第一凹槽基本垂直地放置的脊中的細小的第二凹槽。

根據(jù)聚合物材料的拉伸性,此偏移拉伸可在環(huán)境溫度下發(fā)生,或者可需要更高的溫度。如在本發(fā)明的發(fā)明內容的第一方法方面詳細說明的,可以使用較高的溫度(原權利要求4)。因此,發(fā)現(xiàn)沒有任何問題的基于LLDPE的膜可在環(huán)境溫度下經歷偏移拉伸,而基于HDPE的膜需要更很多的溫度,優(yōu)選在約80℃和90℃之間。類似地,經歷偏移拉伸的膜可顯示一取向,該取向受限于它通過擠制和下拉而接收的取向,或者制造方法可包括在偏移拉伸之前的縱向拉伸步驟。這在本發(fā)明的說明書的第一方法方面詳細說明。選擇取決于熱下拉所實現(xiàn)的取向度。

優(yōu)選地,第一槽輥上的脊具有兩個不同的大體盤旋形的邊緣。(當脊具有凹口時,邊緣不能是精確的盤旋形)。其目的是在經拉伸和未拉伸的序列之間產生不同的邊界。

以下內容關于第二方面,即,解決調節(jié)兩個盤旋形槽輥相對于彼此的位置的問題的方面。上文提及到,一個選項是容許輥之一沿軸向滑動。還提及到,當未采取進一步預防時,此輥將進行自我調節(jié),并且使依序拉伸相對均勻,但并非完全均勻。根據(jù)此方面的實施例,可通過不同手段在可滑動輥上建立可控的軸向力,并且由此依序拉伸的均勻度可被調節(jié)至完美。這在本發(fā)明的發(fā)明內容的第二方法部分中更精確地限定。

同樣在本發(fā)明的此方面,槽輥上的每個脊應該優(yōu)選示出兩個不同的大體盤旋形的邊緣。

如上闡明的,并且如顯微照片圖5a和圖5b展示的,縱向取向的膜在圓形槽輥之間的拉伸總是不如類似的成角度拉伸均勻,在成角度拉伸中,初始拉伸方向和依序拉伸方向之間的角度大體低于90°。在另一方面,前一方法的優(yōu)點是,可以通過避開膜或膜組件所經過的槽輥的一些長度之上的互相嚙合脊來將未拉伸的膜或膜組件的側面部分供給通過槽輥機器。這具有重要性,例如,當所生產的膜產品用于制袋并且在這一點上必須被加熱密封時。

但是,利用本發(fā)明的第三方面,即,膜組件沿機器方向從螺旋形槽輥上被拉下并且據(jù)此在不容許任何實質橫向收縮的情況下沿此方向被后拉伸的方面,可實現(xiàn)幾乎類似的優(yōu)點。為了獲得希望的熱密封性,槽輥中的一個或兩個被制成為在一個或多個圓柱形部段內不具有凹槽。以此方式,在穿過槽輥之后,在膜或膜組件的一側或兩側處的部段的拉伸可受限于機器方向拉伸,并且此拉伸的比率可以并且應該正常地不高于約1.6:1。

發(fā)現(xiàn)這類側面部段據(jù)此被拉伸得比膜的其余部分少約2%至4%之間,但是相信可通過互相嚙合的齒輪輥之間的側面部段的局部的很溫和的后拉伸來消除此差異。

相同的原理也可用于利用多個區(qū)段建造螺旋形槽輥中的一個或兩個。因此,兩個區(qū)段彼此接觸的窄圓柱形部段被制成為沒有凹槽,并且彼此接觸的區(qū)段被制成為可在此輥的芯體上沿軸向滑動,并且被制成為跟隨芯體的旋轉。

本發(fā)明的第四方面包括許多實施例。這是在依序拉伸槽輥之間執(zhí)行的強聯(lián)結/弱聯(lián)結層壓被依序拉伸之前的選定共擠方法代替的方面。在一個實施例中,聯(lián)結層或一組聯(lián)結層(C)具有大量用于產生內部空隙的由微粒形成的添加劑。(C)的聚合物材料選擇應該優(yōu)選被選擇成使得聯(lián)結牢固,假如沒有內部空隙的話。

這是控制最終產品被剝離分開的能力的有效手段,如本發(fā)明的此方面所要求的。此外,本實施例給出一優(yōu)點,即,將通過熱密封關閉空隙,因此在熱密封結構中剝離能力被消除。

根據(jù)共擠方法所形成的熔體取向,有利的是在依序拉伸之前在熔化范圍以下執(zhí)行基本連續(xù)的機器方向拉伸。機器方向拉伸這里表示擠制的機器方向。

在第四方法實施例中闡明了聚合物成分的合適選擇以及膜或膜組件的不同系列區(qū)段中的合適取向方向。

本發(fā)明的第五方面,即,膜或膜組件被裝填到兩個槽輥之間的夾持部的方面,可通過兩個原理不同的程序來執(zhí)行。

在一個程序中,裝填作為單獨的步驟例如在橡膠帶之間執(zhí)行,橡膠帶與膜或膜組件接合,同時它們從縱向強拉緊狀態(tài)收縮至不那么拉緊的狀態(tài)。隨后的依序拉伸可在圓柱形槽輥或螺旋形槽輥之間執(zhí)行。

在其他通常優(yōu)選的程序中,通過選擇槽輥作為被脊上的凹槽修改的圓形槽輥并且以比另一個輥的圓周速度實質上快的圓周速度旋轉一個輥,在膜或膜組件進入夾持部時執(zhí)行裝填。在夾持部的入口處,膜或組件與較快的輥摩擦接合,以足以以比較慢輥的速度快的速度將膜或組件供給到夾持部中。

為了實現(xiàn)這點,后一輥的脊被供應以足以降低膜或組件的速度并且可選地使膜或組件跟隨較慢輥的速度的凹口。

在本發(fā)明的第五方面的本實施例中,優(yōu)選通過向此輥的脊供應優(yōu)選基本上為波紋形式的光滑凹口建立膜或組件與較快輥的摩擦接合。據(jù)此,光滑度必須足以容許經裝填的膜或組件在具有凹口的脊之上無害地滑動,同時經裝填的膜或組件由于橫向拉伸而處于強繃緊狀態(tài)。

本發(fā)明的此方面可特別有利地用于制成衛(wèi)生紡織物產品和具有紡織品特征的其它產品,具體是透氣產品。為此,可通過向聚合物材料中添加微空隙形成微粒(CaCO3),使所制造的膜的經拉伸部分透氣。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面的方法在許多情形中可有利地作為第一、第二和第三方面的繼續(xù)部分而執(zhí)行。

對圖中展出的方法的進一步描述

參照圖1的流程圖中示出的方法路線和原理見圖圖2,方法可開始于擠制和優(yōu)選低比率(例如,在1.3至1和1.6至1之間)的縱向拉伸。僅在圖中示出了這兩個步驟。為了模仿并改進已知的分段式拉伸層壓件的技術,在該已知技術中此拉伸僅引起分段式聯(lián)結,此擠制優(yōu)選是共擠,在共擠中,中間薄層提供聯(lián)結,該聯(lián)結如此脆弱以致最終的膜產品可被剝離成其兩個半部。其他條件在一般性描述中詳細說明。

與擠制和縱向拉伸相一致,膜(3)來到槽輥(1)和(2)之間的偏移拉伸步驟,其中,凹槽是盤旋形的,與輥軸線形成例如在30°和60°之間的角。在某些實施例中,膜(3)在偏移拉伸之前被加熱,同時槽輥(1)和(2)保持處于環(huán)境溫度。憑借加熱-驅動輥(4)建立加熱或膜溫度控制,加熱-驅動輥(4)與其反向橡膠輥(5)及槽輥(1)和(2)一起確定膜(3)與槽輥(1)和(2)相遇的拉力。

槽輥(1)和(2)傾向于使膜(3)在靠近槽輥(1)和(2)的夾持部時螺旋運動到一側,但該傾向部分地被每個輥(1)和(2)上的脊的淺凹口抵消,并且部分地被經加熱的棒(6)抵消。棒(6)的圓形表面被供應以淺的成角度的凹槽,這些凹槽被設計成使得它們傾向于向相反側移動膜(3)。

槽輥(1)和(2)相對于彼此未處于固定的機械位置。它們的軸承阻止它們進行任何軸向移動,但是并不通過齒輪或鏈輪協(xié)調它們。替代地,它們被兩個單獨的馬達獨立地驅動,并且一個馬達的作用相對于另一個馬達的作用是可調節(jié)的,并且應該被調節(jié)成獲得最均勻的拉伸。

如聯(lián)系本發(fā)明的第六方面解釋的,輥(1)和(2)優(yōu)選被制成為具有很小的直徑。在某些實施例中,直徑約為30mm。輥(7)是短支撐輥,其沿槽輥的長度被組裝并支撐槽輥,使得短輥(7)的軸線互相移開以嵌套它們所支撐的槽輥。類似于Rasmussen的PCT/EP2010/056220的圖2中所拍攝的設備中示出的布置。

由于膜(3)被偏移地拉伸,因此沿初始機器方向看,從槽輥(1)和(2)拿下膜(3)的自然的方法將是沿著偏移方向。

可以這樣做,可建立新的機器方向,并且在憑借繃緊框架或類似結構去除縱向褶皺之后,膜制品可被視為最終制品。膜(3)可被卷起來或直接進行制袋,如流程圖中指明的。

但是,根據(jù)本發(fā)明的某些實施例,在低度的機器方向拉伸下膜沿初始機器方向連續(xù)受力,同時橫向收縮被避免。這憑借大體光滑的拉伸輥(8)及其橡膠反向輥(9)來完成??纱嬖谳o助輥(8)的更光滑的從動輥。輥(8)具有實際上盡可能小的直徑并且實際上盡可能靠近夾持部?!按篌w光滑的”拉伸輥(8)可包括很細小很淺的凹槽,以避免膜的任何軸向滑動。

同樣,膜制品現(xiàn)在可被視為最終制品,但是,添加裝填環(huán)軋步驟的非常有利的,如關于本發(fā)明的第五方面更詳細地描述的。這發(fā)生在兩個圓形槽輥(101)和(102)之間。膜(3)中的拉力憑借輥(10)及其反向夾持輥(11)被調節(jié)至適當?shù)偷闹?。在某些實施例中,在?9)和輥(11)之間有拉力控制裝置(未示出)。輥(10)還用于將膜(3)加熱至適于拉伸的溫度。在與輥(101)和(102)相遇之前,膜(3)越過具有圓形表面的棒(12)。棒(12)也可被加熱。這用于避免膜(3)在與輥(101)和(102)相遇之前形成任何褶皺。在某些實施例中,在圓形表面中存在很細小的成角度凹槽,以增強此作用。

輥(101)比輥(102)移動得快,例如,是其的2倍至4倍快。輥(101)的表面已經憑借淺且相當光滑的凹口被給予提高的摩擦力,如圖3a和3b所示以及如對這一點進一步描述的??梢宰⒁獾?,尚不能以與輥(101)相同的速度拖拽膜(3)。

較慢的輥(102)的脊也被供應以凹口,如圖4a和4b所示以及如對這一點進一步描述的。在某些實施例中,當離開夾持部時,膜(3)跟隨較慢的輥(102)。

“裝填”使得膜(3)呈波紋狀。通過輥(101)和(102)之間的橫向拉伸,此波紋沿縱向區(qū)段消失或變得偏移且無關緊要,但是波紋保持在這些經橫向拉伸的區(qū)段之間,如圖7a和圖7b的顯微照片所示。

最后,憑借輥(14)及其橡膠反向輥(13)拿下膜(3)。膜(3)現(xiàn)在已經經歷了本發(fā)明的全部五個方面并且被卷起或直接進行制袋。

圖3a、圖3b、圖4a和圖4b所示的圓形槽輥的表面剖面是實驗上已被發(fā)現(xiàn)有利于執(zhí)行“裝填環(huán)軋”的剖面。已經利用本文所畫的輥執(zhí)行例子4、例子5和例子6。每個凹槽的寬度為1.6mm。較慢的輥上的每個脊的寬度(圖4a和圖4b)為1.2mm,而較快的輥上的寬度為0.8mm,在頂部處變窄至0.5mm。相信的是,較快的輥上的尖端優(yōu)選應該窄于較慢的輥的尖端。

較快的輥上的脊被供應以大體波紋形的很光滑的凹口(15)。它們必須很光滑,否則它們將撕裂膜,因為它們移動得遠快于膜。如本文所示,頂部凹口可以是平坦的,并且在此平坦頂部的兩側上,表面部分與平坦頂部形成約30°的角。

通過給予較慢的輥上的凹口與圖3a和圖3b所示的相同的形狀,已經獲得的相當好的結果,但是為了在膜中獲得最均勻的波紋圖案,優(yōu)選圖4a和圖4b所示的形狀。

因此,凹口的深度為0.25mm,并且凹口是基本平直的徑向結構。以此方式,膜得到與較慢輥相同的速度。在前者情形中,在夾持部的結尾處它仍將移動得快于較慢的輥。

如已經提及的,已經嘗試了試圖以與較快的輥相同的速度將膜拖拽到夾持部中的若干措施,但是在所有情形中結果都是否定的,即使當較快的輥具有凹口,如圖3a和圖3b所示。膜可跟隨較快的輥,幾乎直到它與夾持部相遇,但是之后在較慢的輥的影響下,它失去與較快輥的接觸并且形成很深的不規(guī)則橫向褶皺。

在關于“裝填環(huán)軋”的以下例子中,并且在其他實驗中,膜在實際上不存在任何拉力的情況下與夾持部相遇,并且兩個具有凹口的輥的動作決定膜相對于兩個輥的速度以及裝填度,即,縱向壓縮比率。通過在程序之前在膜上畫圓來測量此比率。因此,發(fā)現(xiàn)裝填嚴重依賴于較快輥和較慢輥的圓周速度之間的比率。初看這似乎很奇怪,因為在正常情況下相對于彼此移動的兩個固體之間的摩擦力獨立于它們的相對速度。但是,在本情境下,每當較快輥上的尖端部分與較慢輥上的尖端部分相遇,膜就被向前“踢”一下。在夾持部的入口處,每一踢移動膜一定的小距離,這意味著,每秒得到越多下踢,它將相對于較慢輥的圓周速度移動得越快。

但是,當膜前進到夾持部時,它變得越來越多地被拉伸,并且其相對于每個輥的摩擦力增大。由此,每一踢的重要性降低,并且膜相對于較慢輥的速度也降低,即,膜變得“被裝填”。

以上提及到,在所有“裝填環(huán)軋”例子中,膜實際上無拉力地被供給到槽輥的夾持部中。這在工業(yè)機器中是不實際的。在本文中,縱向壓縮比率應該被選擇成略低于機器被設置處理的比率。

顯微照片圖4a和圖4b圖示在與取向的初始方向成銳角的情況下依序拉伸膜的優(yōu)點,而非垂直于該方向依序拉伸膜?;谝愿邫C器方向熔體取向和利用TiO2的染色(與例子5-8所使用的相同)所擠制的LLDPE的0.016mm厚的膜在具有邊緣尖銳的脊的圓形槽輥之間與熔體取向垂直地被拉伸,以生產圖4a所示的結構。在另一個試驗中,它在類似的拉伸之前在45°下被切割。這生產出圖4b所示的結構。

在所有其他方面,在兩個試驗中情況相同。為了在顯微鏡檢查期間在不同的序列之間得到足夠的區(qū)別,在依序拉伸之前鋪設雙層膜,并且顯微鏡檢查在交叉的極化濾波器之間執(zhí)行。

邊緣尖銳的脊的寬度為0.3mm,并且一個輥上的脊和另一個輥上的相鄰脊之間的間隔為0.2mm。

在這些顯微照片中,(17)是已被鋪設在脊上的0.3mm寬的未拉伸序列,(18)和(19)是經拉伸序列,并且(20)是已經與經拉伸序列(19)處于相同拉力下的未拉伸序列。顯微照片是不言而喻的。

顯微照片圖6是在傾斜的光線下獲得的,以強調依序拉伸區(qū)域(21)中的細小波紋。這些細小波紋給予產品紡織品感并且看起來對撕裂擴展性能有一些重要性。這是如例子8所描述地制成的產品。序列(22)鋪設在45°螺旋的槽輥的脊上,并且在如例子中所解釋的經機器方向后拉伸的最終產品中,它們與機器方向形成約30°的角。

與圖6類似,圖7a和圖7b是在傾斜光線下獲得的顯微照片,以強調波紋。圖7a示出如例子5所描述地制成的產品。

較快輥的圓周速度是較慢輥的二倍,結果是產品被壓縮至其初始長度的75%。圖7b示出與圖7a所示的產品類似地制成的產品,除了較快輥的圓周速度是較慢輥的4倍之外,結果是產品被壓縮至其初始長度的50%。

如尤其是圖7b呈現(xiàn)的,槽輥之間的拉伸已經變得偏移。這是輥和兩個槽輥的脊上的凹口速度不同的結果。

本發(fā)明的實驗

例子1,樣品A

第一步驟:

共擠基于HDPE的管狀膜。中間層包括總HDPE的70%。頂部和底部或表面層各自包括總LLDPE的15%。吹脹比為1.2:1。

膜的最終膜重量為31.2克每平方米(gsm)。

第二步驟:

平坦鋪設的膜連續(xù)全面地以比率1.6:1沿機器方向被拉伸,并且與本文一致地,被切割以制成200mm寬的若干膜。

第三步驟:

參照圖2,膜(3)在輥(4)上被加熱至90℃,并且越過被類似地加熱的棒(6)。棒(6)具有細小的傾斜凹槽,以抵消緊密跟隨螺旋形輥(1)和(2)所產生的向一側拖拽。在輥(4)和(6)之間,膜(3)被給予50克/cm的拉力。

輥(1)上的脊的一部分被供應以細小凹口,但是經過輥(1)的此部分的膜(3)未被測試。但是觀察到,這些凹口抵消膜在脊之上的滑動。

輥(1)和(2)被一個馬達一起驅動,并且使輥(2)可沿軸向滑動以使輥可自我調節(jié)。

凹槽在與輥軸線成45°下螺旋地形成。每個脊的寬度為0.8mm,每個凹槽的寬度為1.6mm,并且脊的嚙合為1.4mm。

槽輥保持處于環(huán)境溫度。

它們的直徑為100mm,并且在此實驗室機器中,不需要支撐輥。

在圖2中,在槽輥(1)和(2)之間的拉伸之后是輥(1)和(8)之間的機器方向拉伸,但是在此例子1中,螺旋形槽輥之間的拉伸是最后一個步驟。

生產的樣品A以及根據(jù)以下例子制成的樣品B至樣品H的強度特性被記錄在本發(fā)明的本說明書的結尾處的表1中。

例子2,樣品B

擠制膜與例子1中相同。樣品B的制造如下地偏離例子1。

擠制膜的機器方向拉伸以比率1.4:1執(zhí)行。

在90℃熱輥(4)和90℃熱棒(6)之間,拉力被調節(jié)到25g/cm寬度。

脊之間的嚙合為1.6mm。

最重要的,膜在螺旋形槽輥(1)和光滑輥(8)之間以比率1.4:1被沿機器方向后拉伸。

例子3,樣品C

擠制膜和方法與例子2中相同,除了螺旋形槽輥(1)和輥(8)之間的后拉伸以略高的比率(即1.6:1)執(zhí)行之外。

例子4,樣品D

例子3的方法繼續(xù)進行“裝填環(huán)軋“的單獨最后一個步驟,該步驟開始于經加熱的棒(12)并在圓環(huán)輥(101)和(102)之后結束。圓環(huán)輥(101)和(102)之間的嚙合為1.8mm。圓環(huán)輥(101)運轉得比圓環(huán)輥(102)快50%。

膜(3)幾乎無拉力地被供給到棒(12)并且用手幾乎無拉力地從膜在離開夾持部時所跟隨的較慢輥(102)上被拿下。棒(12)被加熱到60℃。凹槽和具有凹口的脊的形狀如圖3a、圖3b、圖4a和圖4b在視覺上展出地呈現(xiàn)。

使輥(102)上的脊的軸向位置相對于輥(101)上的脊的軸向位置自我調節(jié)。這通過使輥(102)可沿軸向滑動來完成。兩個輥都被驅動。以上聯(lián)系本發(fā)明的第二方面描述了使一個槽輥可沿軸向滑動的措施,但是該描述受限于具有螺旋形凹槽的輥。但是,此措施對于具有圓形凹槽的一對依序拉伸輥也有利,并且在這一點上也被視為有創(chuàng)造性。

例子5,樣品E

擠制膜是基于LLDPE的管狀共擠膜。中間層包括總LLDPE的70%。頂部和底部或表面層各自包括總LLDPE的15%,LLDPE具有約30%的低熔點聚乙烯。吹脹比為1.2:1。最終膜重量為14.3gsm。

膜在65℃下被層壓到自身,機器方向至機器方向,以得到28.6gsm的膜。由于高熔體取向,這在沒有任何預拉伸的情況下被帶到輥(4)。制造方法的其余部分與例子4中相同,包括“裝填環(huán)軋”,除了:

a)在螺旋形槽輥(1)和(2)之后,膜未被沿機器方向拉伸,

b)輥(4)、棒(6)和棒(12)的溫度僅為50℃,以及

c)輥(101)和(102)的脊之間的嚙合為2.2mm。

例子6,樣品F

在此使用于例子5中相同的程序,除了:

a)擠制膜未被層壓到自身,

b)輥(4)和棒(6)之間的拉力為12.5g/cm寬,

c)棒(12)具有環(huán)境溫度,以及

d)輥(101)和(102)的脊之間的嚙合為1.8mm。

例子7,樣品G

開始的膜是被層壓到自身的基于LLDPE的膜,如在例子5中解釋的,并且具有28.6gsm的總重量。

程序與例子1中相同,除了:

a)不存在膜的機器方向預拉伸,

b)輥(4)和棒(6)的溫度為50℃,以及

c)輥(4)和棒(6)之間的拉力為25g/cm寬,

例子8,樣品H

開始的膜是被層壓到自身的基于LDPE的膜,如在例子5中解釋的,并且具有28.6gsm的總重量。

程序與例子2中相同,除了:

a)不存在膜的機器方向預拉伸,

b)輥(4)和棒(6)的環(huán)境溫度,以及

c)在膜的兩側中,幾cm的膜延伸超過輥(1)和(2)的凹槽部分,并且接受輥(1)和(8)之間的比率為1.4:1的縱向拉伸。

對比性測試結果

在下表中,樣品A至樣品H中的每個與樣品I、樣品J和樣品K相對比,樣品I是取自一重要的美國制造商制成的商用垃圾袋的主要部分的依序取向膜,樣品J是主要由HDPE構成的共擠膜,樣品A至樣品D由其生產成,樣品K是主要由LLDPE構成的共擠膜,樣品E至樣品H由其生產成。

根據(jù)ASTM D1922執(zhí)行Elmendorff撕裂試驗并且根據(jù)ASTM 1306執(zhí)行刺穿測試。但是Elmendorff撕裂值是用于對比的相對值。設備未被校準。另一強度值以牛頓為單位。刺穿測試利用直徑3.3mm的角和直徑為10.00mm的角執(zhí)行。

表1中示出的每個測試結果是5個測量結果的平均值。

表1

Elmendorff和刺穿阻力測試結果

本文引述的所有參考文獻通過引用合并于此。雖然已經參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例公開了本發(fā)明,但是通過閱讀此說明書,本領域技術人員可明白,可進行不違背如上所述和如下文所要求的本發(fā)明的范圍和精神的改變和修改。

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