專利名稱：制造包括定向的細(xì)微波紋薄膜的層合體的方法與設(shè)備及生成的產(chǎn)品的制作方法
制造包括定向的細(xì)微波紋薄膜的層合體的方法與設(shè)備及生
成的產(chǎn)品
背景技術(shù)：
本發(fā)明的目的是由名稱顯現(xiàn)，熱塑性薄片材料的波紋板已經(jīng)公知超過40年。公知產(chǎn)品的用途大致類似于波紋紙板的用途，因為兩者都提供可對抗沿一方向彎曲的高硬挺度。但近期的發(fā)明則著重于較小的凹槽波長以使層合體放松板的性質(zhì)，而使其具有可撓但硬挺化的薄膜的性質(zhì)，同時定向且優(yōu)選也為交叉層合體的技術(shù)被用于若干特性的改良。特別是抗拉強(qiáng)度、屈服張力和抗撕裂蔓延性。因此Rasmussen的WO 02/102592是有關(guān)層合體物，優(yōu)選是交叉層合體物，其中有一層，優(yōu)選是沿加工方向定向的一層，具有3mm或更小的縱向延伸的凹槽。另一層則沒有凹槽，且優(yōu)選的是具有橫向定向。在另一公開中，即Rasmussen的WO 04Λ4793，其目標(biāo)是要在各方向均達(dá)到對抗撓曲的硬挺度，為此該層合體的一層會沿其加工方向具有凹槽，另一層則具有橫向的凹槽，且在各層的至少一層中該凹槽的波長為5cm或更小，優(yōu)選的是小很多。在上述的兩個Rasmussen公開中，m. d.凹槽的建立是借助具有圓形溝槽的滾輪來完成。這些溝槽滾輪相互嚙合，且在溝槽滾輪與光滑的涂覆橡膠的滾輪之間發(fā)生層合。用以層合的溝槽滾輪與用以形成凹槽的溝槽滾輪完全配準(zhǔn)，且由于先提到的溝槽滾輪具有的溫度比后提到的溝槽滾輪更高，因此當(dāng)論及周遭溫度時溝槽的節(jié)距必須相互不同。在兩個公開的例子中，層合滾輪上的溝槽節(jié)距為1. 0mm，但在這兩個公開中提到最終層合體中的加工方向(m.d.)凹槽的節(jié)距，會因后續(xù)粘接的橫向定向膜的收縮而減少至0.8mm。上述的第二個Rasmussen公開提到一些形成垂直于m.d.的凹槽的方法。在最實用的方法中(見權(quán)利要求67)，要形成橫向凹槽的薄膜在層合滾輪上被直線粘接于m.d.定向膜，該滾輪設(shè)有呈細(xì)微圖案的縱向溝槽(即溝槽是垂直于m. d.)，且在粘接穩(wěn)定化之后該 m.d.定向膜將會收縮。從而另一薄膜的非粘接區(qū)域?qū)澢⑿纬砂疾?。在本發(fā)明構(gòu)思之前發(fā)明人曾密集地尋找應(yīng)用上述Rasmussen公開中的技術(shù)的市場。上述的第二個Rasmussen公開提到“在二層中的凹槽波長的類紡織用途較好應(yīng)盡可能地，而也要考慮該過程的經(jīng)濟(jì)性”?，F(xiàn)已明顯地轉(zhuǎn)成市場上的興趣明顯地歡迎低厚度的層合體，其中凹槽的波長是大約為或低于0. 5mm，而使波紋變得幾乎看不見或看起來像細(xì)微的紡織結(jié)構(gòu)。據(jù)此，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述的制造垂直凹槽的方法可被應(yīng)用而不會有太大的困難來制造節(jié)距低于0.5mm的橫向凹槽(參見本說明書的相關(guān)實例2和3)。但是，應(yīng)用上述低于 0. 5mm波長的m. d.凹槽的技術(shù)經(jīng)重復(fù)地計算和實驗已顯示出，雖然可在工業(yè)上應(yīng)用，但層合體的寬度被限制于約30 50cm，原因是滾輪的溫度控制及極細(xì)溝槽圖案的加工精確度的限制。這將會嚴(yán)格地限制在形成凹槽的溝槽式滾輪與溝槽式層合滾輪之間獲得精確“配準(zhǔn)”的可能性。結(jié)論是存在強(qiáng)烈需要來研發(fā)一種用以形成并層合具有沿m.d.延伸的細(xì)微凹槽的薄膜的完全不同的制法。應(yīng)當(dāng)提及的是，就發(fā)明人所知，波紋紙層合體的最短已知波長約為1. 8mm。這公開與 Lingle 等人的 US 6139938 中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是依據(jù)由US 2505146專利(Ryan)得知的技術(shù)，其公布于1950年。在本案權(quán)利要求1的引言所述的方法步驟是由該專利得知，但在本發(fā)明中特殊的條件會被選出， 且加入層合步驟，如由權(quán)利要求1的特征部份所顯現(xiàn)。要了解權(quán)利要求的語言，推薦研究圖 1和對應(yīng)的描述。本發(fā)明主要是構(gòu)思要制造層合體，其中(B)也為由可結(jié)晶定向的聚合材料所制成的薄膜，但為了完整性的緣故，該薄膜(B)并不限于此，而也可例如為紙膜、金屬箔或紡織物。Ryan聚焦于偏斜分子定向的形成，而在其技術(shù)的較佳實施中該角度(ν)小于角度 (u)，這是異于本發(fā)明使用的技術(shù)。但是，在圖6和17及第25和32欄的對應(yīng)描述中，Ryan 提到該角度(ν)可大于角度(u)，但他并未揭露該技術(shù)能被應(yīng)用來在薄膜中形成均勻且穩(wěn)定的縱向波紋。對本申請的圖4的研究也會顯示出使用本發(fā)明所形成的波紋的細(xì)度和均一性是令人^(異的，且很難被Ryan預(yù)料到。再請參閱US 3491158 (Rasmussen)，其公布于1966年，其不同于Ryan專利之處在于當(dāng)拉伸時往后拉住薄膜的軋口由一組正常的夾軋滾輪所形成，即角度(U)為零，但其類似于Ryan的特征是該薄膜在被拉伸時以角度(ν)由軋口拖出。此拉伸是在較高溫度發(fā)生。 在這個舊的Rasmussen方法中實際上形成細(xì)微的縱向延伸的縐褶或波紋。而在本發(fā)明中， 這是通過減少薄膜寬度超過拉伸該薄膜所獲得的寬度縮減而實現(xiàn)。但是，這些細(xì)微縐褶或波紋的形狀并不穩(wěn)定且未能保持為用于制造波紋式層合體。相反地，縐褶會被壓平并用來加強(qiáng)最后的縱向拉伸以用于例如通過纖維化制造編結(jié)或工業(yè)紗。為了特殊目的，Ryan技術(shù)的舊的修改也能應(yīng)用于本發(fā)明，但避免所提供的波紋結(jié)構(gòu)的壓縮，波紋會穩(wěn)定化且最終拉伸步驟會被免除。然而，在所述的舊Rasmussen方法中角度(ν)為70 85° (見權(quán)利要求3)，同時角度(u)為零，因此會引起非常高的寬度縮減， 這對本發(fā)明的大部份用途而言是不適當(dāng)?shù)摹；氐奖景l(fā)明的權(quán)利要求1，如前已提及，通過研究圖1和相關(guān)說明來較好地理解所述的角度和拉伸比的選擇。也請參閱Ryan專利中的廣泛的數(shù)學(xué)處理。至于“由該縱向伸長所造成的寬度縮減”，這是一種能在實驗室中被決定的系數(shù)。實驗室的決定可在狹窄(例如 2cm寬)的連續(xù)薄膜樣品上來被完成，樣品會在針對工業(yè)過程所擇的溫度和速度下被拉伸。雖然權(quán)利要求1提供的是，薄膜(A)中的定向方向當(dāng)其離開該軋口(D-F)時會與其縱向偏離小于15°，該偏離優(yōu)選地小于10°，且更優(yōu)選地小于5°。一種特別適合用以將薄膜㈧以角度(U)進(jìn)給到軋口(D-F)中的設(shè)備公開于GB 1078732 (Rasmussen)中，其公布于1967年。該設(shè)備使用“區(qū)段滾輪”，即軋口形成于一對旋轉(zhuǎn)滾輪( 之間，每個旋轉(zhuǎn)滾輪的表面由數(shù)目不小于3個的可軸向移動的區(qū)段(6)所組成， 且這些區(qū)段被制成可根據(jù)滾輪的旋轉(zhuǎn)而沿軸向往復(fù)運動，使薄膜以相同的角度(u)固定地進(jìn)給到軋口(D-F)中。上述的英國專利涉及分裂強(qiáng)固定向的薄膜來獲得纖維網(wǎng)絡(luò)。用于該纖維化制法中的橡膠帶未必與本發(fā)明有關(guān)，但在至少一個滾輪上的區(qū)段必須被涂覆橡膠來形成軋口。由CN 102548733 A于滾輪的表面通常必須被加熱到例如60 80°C，且因為低摩擦是優(yōu)選的，所以橡膠優(yōu)選為硅酮橡膠。由圖1和相關(guān)的描述會顯示出，其中在角度U、角度v、EF對DG拉伸比和DE至GF所獲得的寬度縮減之間將會有固定的關(guān)系。當(dāng)高拉伸比結(jié)合深波紋或縐褶是期望的時，薄膜被進(jìn)給到軋口(D-F)中可能必須處于如下狀態(tài)優(yōu)選地與其縱向重合一致或最高偏離20° 的單軸定向，或主方向與其縱向重合一致或最高偏離20°的不平衡的雙軸定向。強(qiáng)烈的熔融定向可能是足夠的。穩(wěn)定化是在波紋薄膜遇到拖拉構(gòu)件(滾輪)之前所必須的，這可通過在薄膜遇到軋口之前將它加熱而以最簡單的方式來完成，且該軋口也會被加熱。該加熱的薄膜在它遇到拖拉構(gòu)件(1)和(2)之前，優(yōu)選的是在它正要離開軋口時，必須通常通過空氣再被冷卻。 波紋的優(yōu)異穩(wěn)定性能通過形成波紋時有適當(dāng)高的薄膜溫度之后進(jìn)行所述的冷卻而實現(xiàn)。在特殊情況下，該穩(wěn)定化可通過照射來產(chǎn)生。可替代地或補(bǔ)充地，該穩(wěn)定化也能通過如下方式確立在離開軋口(D-F)之后，但在遇到拖拉構(gòu)件(1)和( 之前進(jìn)行薄膜(A)與(B)的層合。然而，正常的順序是該層合會在薄膜(A)已離開拖拉構(gòu)件時來進(jìn)行。其也可以在不同的生產(chǎn)線完成。在任何情況下，粘接是被形成限制于薄膜(A)的一側(cè)上的波峰的線粘接或點粘接。其中也可將第三薄膜(C)層合于薄膜(A)的相反面。在最簡單的形式中，薄膜(B)和 /或薄膜(C)通過擠押涂覆來形成，且僅僅通過在熔融狀態(tài)拉伸而定向。但是，要制成在所有方向均有良好強(qiáng)度的薄膜，該層合體優(yōu)選為交叉層合體，即薄膜(B)已經(jīng)定向成相對于薄膜(A)的縱向成角度。粘接可通過擠壓層合而形成或者在薄膜 (A)和薄膜(B)上的共同擠壓的層合層之間形成粘接。很重要的是薄膜(A)的波紋被有效地穩(wěn)定化，以避免波紋在層合時的顯著平坦化。不過也很重要的是，在非常低的層合壓力下來完成層合，如有關(guān)圖3和3a所述。在層合之前，當(dāng)由結(jié)晶的可定向聚合材料構(gòu)成時，薄膜(B)優(yōu)選地具有單軸或不平衡的雙軸分子定向，這使得薄膜具有橫向延伸的主強(qiáng)度方向，換言之與m.d.形成角度。 該角度優(yōu)選在40 90°之間，若考慮(包括機(jī)具成本)實際容許，最優(yōu)選為90°。呈90° 的橫向定向能以常規(guī)的拉幅機(jī)例如在約80 90°C來完成，優(yōu)選地當(dāng)其寬度擴(kuò)張時允許自由的縱向收縮。在執(zhí)行偏斜拉伸的設(shè)備中，角度(ν)優(yōu)選地被設(shè)成可調(diào)的。角度(U)不能被設(shè)成可調(diào)的，除非用以控制區(qū)段的往復(fù)運動的設(shè)備可被更換。如前所述，在非常特殊的情況下 (u)可為零。在其它極端情況下，其可接近于90°，例如約85°。但是，正常情況下其應(yīng)在約15°至約60°的范圍內(nèi)。前述的英國專利中描述了用以將“區(qū)段滾輪”的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成各個區(qū)段的往復(fù)運動的凸輪設(shè)計。但是，如果角度(U)大于約50°，則可能需要為該凸輪設(shè)備補(bǔ)充氣動或液壓活塞，其各作用于一個區(qū)段。權(quán)利要求10 13中示出了一種形成薄膜⑶中的橫向延伸波紋且之后將其層合于薄膜(A)而不會喪失波紋的適當(dāng)方法，參照圖3和3a進(jìn)一步說明了該方法。不論本發(fā)明的那個實施例被使用，每個薄膜㈧和⑶的適當(dāng)?shù)某煞职℉DPE、 LLDPE或結(jié)晶PP，以形成各薄膜的至少50%。第三薄膜(C)可被層合于薄膜(A)的與薄膜(B)相對的一側(cè)上。針對任何所述設(shè)備的組合和適合用于實施本發(fā)明的方法也要請求保護(hù)。而且本發(fā)明包括任何以該方法所制成的產(chǎn)品。


現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中圖1為用以顯化權(quán)利要求1的原理示意圖；圖2為“區(qū)段滾輪”的示意圖，該區(qū)段滾輪構(gòu)成軋口，在軋口處形成波紋，且區(qū)段滾輪適于相對于它們的軸線的垂線呈角度(U)地將薄膜(A)輸送至該軋口 ；圖3為示意圖，示出了 m. d.定向且有細(xì)凹槽的薄膜(A)如何被直線粘接于平坦薄膜(B)而不會散布凹槽(A)，及薄膜(B)的t.d.凹槽如何通過薄膜(A)的m.d.收縮而形成；圖3a為圖3中所示的層合滾輪的顯微照片，且實際上為實例2和3及其它實驗室試驗所制造。其是由它的一端所見而示出該細(xì)微圖案溝槽，這使得粘接限制于直線圖案；圖4為如實例1中所述地制成的薄膜的顯微照片，示出具有均勻且細(xì)微的波紋的橫截面。
具體實施例方式在圖1中，薄膜(A)可已經(jīng)接受沿其縱向的較強(qiáng)固的定向，且相對于軋口的垂線呈角度(U)地被拉入軋口(DF)中。該軋口形成于圖2所示的兩個“區(qū)段滾輪”之間。每個滾輪由核心部(5)和區(qū)段(6)構(gòu)成，后者設(shè)有橡膠涂層(7)。區(qū)段(6)可在核心(5)上軸向地移動，從而沿著軌道運行。該設(shè)備包括彎曲的軌道，該軌道定位在滾輪的至少一端，并與區(qū)段上的凸輪對應(yīng)，該軌道的曲率使得區(qū)段在相對于該軌道旋轉(zhuǎn)時將縱向地往復(fù)運動。這些軌道在此以簡化的構(gòu)造示出，而實際上它們正常應(yīng)包括特殊的滾輪軸承。當(dāng)“區(qū)段滾輪”旋轉(zhuǎn)時，區(qū)段往復(fù)運動，而在一次回轉(zhuǎn)期間一時“向前”且一時“向后”。如所述，這通常是通過在各滾輪一端處的凸輪來安排，請參見上述英國專利中的圖式。但是，凸輪能被裝在滾輪上的適當(dāng)氣動或液壓裝置來替代或補(bǔ)充，該裝置被滾輪的旋轉(zhuǎn)所控制，或者其控制滾輪的旋轉(zhuǎn)。請回過來參考圖1，薄膜㈧被滾輪對⑴和滾輪對(2)由該軋口(DF)拖離，從而被延伸，兩對滾輪皆以相同的圓周速度移動。這種拖離是在垂直于軋口的平面與拖拉方向之間以大于(U)的角度(ν)進(jìn)行。當(dāng)需要精確縱向的定向時，薄膜(A)遇到軋口之前被以相對于其縱向成90°劃在薄膜(A)上的直線，例如直線(DE)，必須在通過軋口之后保持與薄膜㈧隨后離開的縱向方向垂直的直線，譬如直線(GF)。在此情況下，在薄膜㈧遇到軋口之前畫在薄膜上的圓將會轉(zhuǎn)變成橢圓，而其主軸會與薄膜的新的縱向方向平行，且垂直于該m. d.所畫的直線將會實質(zhì)上保持為垂直于該m.d.的直線。當(dāng)點(E)(若畫在薄膜上)已移至點(F)處(在軋口上)，則點⑶(若畫在薄膜上) 將會移至點(G)處。從而拉伸比(即內(nèi)緣和外緣速度之間的比)將會是(DG)除以(FE)。 在圖1中，薄膜(A)是被示出就像其在位于發(fā)生拉伸的軋口(DF)之后和之前是在相同的平面中移動。實際上薄膜(A)是優(yōu)選但非必要的，會隨循“區(qū)段滾輪”中之一的表面而歷經(jīng)特定弧度例如10 20°。這有助于用來避免薄膜的皺褶。但是，這若要被示于圖中將會相當(dāng)復(fù)雜。離開軋口后，薄膜可再度隨循一個滾輪表面而歷經(jīng)一小弧度，但這并沒有正面效果。 在薄膜(A)經(jīng)軋口 DF之后和/或之前會隨循滾輪表面的情況中，圖1應(yīng)被了解為未折疊的代表。這些考慮是依據(jù)實質(zhì)上所有的拉伸都發(fā)生于軋口 DF中或在其后立即發(fā)生的情況。為確保這種情況，薄膜在剛從軋口離開時被有效地空氣冷卻。這能方便地應(yīng)用空氣模來實施，該空氣模終止于由多微孔材料制成而緊位于軋口之后的壁中，且該壁與薄膜平行并幾乎接觸該薄膜。薄膜(A)會收縮的固有傾向，能通過實驗室實驗來正確地建立如在概要說明中所述。依據(jù)a)該固有收縮率乘以針對所要的波紋深度的系數(shù)；b)角度(U)；及c)拉伸比；角度(ν)能依據(jù)三角函數(shù)被容易地算出。艮口，拉伸比 DG/FE = sin v/sin u ；且總的t. d.收縮率，由該固有收縮和額外波紋所組成DE/GF = cos u/cos ν ；也請參見實例1中的計算。應(yīng)當(dāng)理解但未示于圖1中，薄膜(A)是以“S形路徑”通過兩個拖拉滾輪對(1)和 (2)中的每一對。在通過期間，必須要避免波紋構(gòu)形的破壞，因此4個滾輪中的每一個都可被覆以軟橡膠，且兩個滾輪(1)不可形成相互靠著的軋口。滾輪對( 可形成軋口，但應(yīng)施以幾近0的軋口壓力。在離開這些拖拉滾輪后，薄膜(A)可被卷收，或可直接前進(jìn)至層合體處，其例如可如圖3所示地進(jìn)行。在圖3中，薄膜(B)已被共同擠壓而具有較低熔融層合層。其可被定向于任何方向，但優(yōu)選的是基本上垂直于m. d.。其可來自滾動條，或直接來自t. d.拉伸設(shè)備，譬如傳統(tǒng)的拉幅機(jī)。一種可獲得薄膜的90°定向的不同技術(shù)公開于US 5361469 (Rasmussen)專利的第4欄39行至第5欄6行中。其中管狀薄膜會借著圓形抽出孔與拖拉滾輪間的相對旋轉(zhuǎn)而成角度(如30° )地施以定向，且然后其被成角度(在該例中為60° )地螺旋地切割來形成90°定向。這將僅為熔體定向，但此方法依然非常適合于本發(fā)明。薄膜(B)中的定向方向并不一定要相對于m.d.成約90°，但優(yōu)選地應(yīng)不小于約 40°。這樣的定向角度可通過m.d.定向膜管的螺旋切割來形成。請注意相對于m. d.成90°角地延伸的凹槽的形成(其將會被描述于后)與薄膜 (B)中的定向方向無關(guān)。例如相對于m.d.成40°定向的薄膜，能被用來形成相對于m.d.成 90°延伸的細(xì)凹槽。薄膜(B)被以非常低的張力(控制設(shè)備未示出)引導(dǎo)至橡膠涂覆滾輪 (8)。這具有環(huán)境溫度，而其所接觸的后續(xù)層合滾輪(9)則會被加熱至可熔融或半熔融該層合層的溫度。在滾輪(9)的表面上有細(xì)微的軸向溝槽(12)。溝槽示出在圖3a的顯微照片中。
細(xì)微溝槽將粘接限制成細(xì)微圖案的粘接線，而在各直線之間有未粘接的空隙。溝槽的圖案的節(jié)距為低至0. 3mm，如在該顯微照片中所示出的。薄膜(B)變成幾乎瞬間加熱至選擇用于層合的溫度。如果薄膜(B)由HDPE、LLDPE、 LDPE、或結(jié)晶PP所構(gòu)成，并設(shè)有較低熔融的層合層，則根據(jù)層合層適當(dāng)?shù)臏囟葢?yīng)在約80 110°C之間；如果薄膜⑶在t. d.中成強(qiáng)固定向狀態(tài)，則其在被進(jìn)給到該設(shè)備之前必須以類似的或更高的溫度先適宜地穩(wěn)定，以避免橫向收縮。在W004/54793 (Rasmussen)專利中參照圖5描述了這種穩(wěn)定。薄膜⑶在由“區(qū)段滾輪”拉伸過程送出而具有縱向延伸的凹槽時與薄膜㈧層合。薄膜㈧也具有較低熔融的層合層。在圖1中的兩對拖拉滾輪⑴和⑵在圖3中被 3個滾輪(10)所取代，其皆涂覆有軟橡膠，且全被以相同速度驅(qū)動，這是參照圖1中所述進(jìn)行調(diào)節(jié)。它們具有環(huán)境溫度。當(dāng)兩個薄膜在層合滾輪(9)上相遇時，即會發(fā)生直線粘接。薄膜(A)在遇到薄膜(B)之前不會被加熱。在此步驟時薄膜(A)仍具有與其離開該“區(qū)段滾輪”時相同的縱向張力。為保存其凹槽形狀，其只會依循加熱層合滾輪而歷經(jīng)可調(diào)的短小區(qū)段，例如約20°。由此每個凹槽只會有一小部份被平坦化和加熱。薄膜(A)與(B)的層合體越過加壓空氣薄膜，該加壓空氣薄膜通過空氣模(11)上的微孔材料所形成。該空氣具有環(huán)境溫度，且用來冷卻及潤滑薄膜。層合體中的張力通過兩個被驅(qū)動的拖拉滾輪(1 和空轉(zhuǎn)的軋口滾輪(1 來保持。兩個滾輪(1 涂覆有軟橡膠，而滾輪(1 涂覆有發(fā)泡橡膠。3個拖拉滾輪(10)、層合滾輪(9)和2個拖拉滾輪(12)全部以相同的圓周速度來驅(qū)動，因此薄膜(A)在遇到軋口滾輪(1 時仍有高的縱向張力。離開軋口后，薄膜(A)會松弛地被送往卷收，而在薄膜(B)中的未粘接的空隙將會撓曲并形成凹槽，這是假使所有的調(diào)節(jié)皆正確。特別重要的是薄膜⑶在遇到空轉(zhuǎn)覆膠軋口滾輪⑶時的張力。如果該張力太高， 則顯然薄膜(A)的收縮將不會使薄膜(B)形成凹槽。如其接近于零，則在層合滾輪(9)上加熱將會引起沿m.d.的擴(kuò)張，這會部分地使薄膜(B)不與滾輪接觸。因此當(dāng)薄膜(B)遇到滾輪(8)時的張力必須被非常精確地調(diào)節(jié)。薄膜(B)利用電暈放電來靜電充電為一種有幫助的手段，可使薄膜(B)在低張力下與滾輪(9)保持良好接觸。也很重要的是薄膜(A)依循層合滾輪(9)所繞過的弧度的選擇。針對于此，冷卻模(11)的位置是被制成可調(diào)的。雖然薄膜(A)中的張力正常是足以產(chǎn)生粘接所需的壓力，但這在某些情況下可借助加壓空氣薄膜的作用來輔助，其是穿過微孔材料所形成的且作用在薄膜(A)的與薄膜 (B)相對的一側(cè)上。這在圖中未示出。實例 13層的管狀PE膜由1.5mm的圓形抽出槽隙擠壓，而具有2 1的吹脹率(BUR)和 0. 017mm的規(guī)格。其成分如下中層為全部的60% 普通高分子量HDPE，外表面層在80°C開始熔融的乙烯共聚物，內(nèi)表面層熔流指數(shù)1的普通LLDPE。使用實驗用的“區(qū)段滾輪”設(shè)備(參見權(quán)利要求3和圖2)，其是針對上述舊英國專利的改進(jìn)而構(gòu)造的。在這個設(shè)備中，角度(U)是17°，且其將會有實質(zhì)的操作來改變此角度。拖拉滾輪(參見圖1的附圖標(biāo)記1和2~)被安裝成使角度(ν)和拉伸比能被輕易地改變。20cm寬的縱向膠帶被從擠壓的管狀平坦薄膜切下，并在70°C以不同的比率拉伸。 這是被選擇來在“區(qū)段滾輪”設(shè)備中進(jìn)行拉伸的溫度。已發(fā)現(xiàn)在3.0 1的拉伸比會發(fā)生破裂，且該膠帶在正好破裂之前的寬度為1.1mm，即其固有的橫向收縮率為2.0 1. 1 1.8 1。低最終拉伸比是由于初始的薄膜中有高熔融定向。這個高熔融定向?qū)Ρ景l(fā)明而言是有利的，且如果沒有它則可能必須以傳統(tǒng)的方式例如在70°C預(yù)先定向該薄膜。其理由是最后薄膜中優(yōu)選地具有嚴(yán)格的縱向定向和波紋，然后如圖1的描述中所算出的，拉伸比為 sin v/sin 17° sin ν/0.29。在當(dāng)(ν)接近90°的非常極端的情況下，若該角度u = 17°則將會為該“區(qū)段滾輪”中的拉伸比設(shè)定1 0.四 3.4 1的限制。為防護(hù)避免破裂，因此選擇2. 6 1的拉伸比。通過以70°C在20mm寬的膠帶上進(jìn)行拉伸試驗，已發(fā)現(xiàn)以此比率的拉伸固有地會使寬度由20mm縮減至14mm。這意味著固有收縮率為(2. 0 1. 4) 1 = 1. 43 1。試驗性地，選擇角度(ν) = 60°。依據(jù)圖1的說明中的公式，這將會提供比率為 cos 17° /cos 60° 0.95 0.5 = 1.90 1的總寬度縮減。由于固有收縮率為1. 43 1， 因此將會留下1. 90/1. 43 = 1. 33 1的比率來造成該波紋，而這是被認(rèn)為可接受的。另一方面，定向的方向?qū)⒉粫?yán)格地變成縱向。為此，該拉伸比應(yīng)為sin 60° / sin 17° = 0. 87 0. 29 = 3. 0 1。但是，考慮其與縱向定向的偏離將會非常低，且在該“區(qū)段滾輪”設(shè)備上的拉伸是以ν = 60°、溫度70°C、及拉伸比2. 6 = 1來進(jìn)行。因而可確定與縱向定向的偏離是可忽視的。所獲得的波紋會由圖4的顯微相片顯現(xiàn)。如前所述，該波紋令人驚異地均勻。該薄膜能在低層合壓力下與具有類似成分的薄膜(B)層合，而不會破壞波紋。實例2在這個實例中，使用結(jié)合圖1、2、3和3a的設(shè)備(會有些修正，見后述)的全拉伸 /層合生產(chǎn)線。兩個薄膜(A)和(B)均以LLDPE為基礎(chǔ)。在“區(qū)段滾輪”拉伸過程之前，薄膜(A)初始為120mm寬的帶狀的m.d.熔融定向膜，而薄膜(B)在該層合過程之前，初始為 55mm寬的帶狀的60°熔融定向膜。該60°定向是通過螺旋切割m. d.熔融定向膜管來獲得，如在US 5361469 (Rasmussen)中所述。請注意，雖然在薄膜(B)中的初始定向為60°。 但其凹槽的方向會變成垂直。關(guān)于實驗室拉伸/層合生產(chǎn)線在圖1中的兩對拖拉滾輪(1)和(2)被圖3中的3個拖拉滾輪(10)取代。滾輪(8)尚未被嘗試作為如圖3中的軋口滾輪。其用作定位在離層合滾輪(9) 一段距離處的空轉(zhuǎn)滾輪。圖3中的空氣膜冷卻設(shè)備被簡單的金屬塊所取代，其在每次實驗開始時具有大約環(huán)境溫度。其不需要被冷卻，因為每次實驗時間很短。層合滾輪(9)的直徑是32mm，而其長度為52mm。
請參閱圖1，角度u是17°，而角度ν是60°，均與實例1相同。關(guān)于擠壓膜薄膜(A)和⑶是取自管狀膜，它們只有規(guī)格不同。用于㈧的擠壓膜的規(guī)格為 0.030mm，而用于(B)的擠壓膜的規(guī)格為0. 015mm。兩者均由3成分模共同擠壓。其成分如下被擠壓為核心和內(nèi)表面的主層是全部的85 %，且為100 %的LLDPE (Dowlex 5056)。外表面層(用于層合)是全部的15%，且由熔點約80 90°C的乙烯共聚物 (Attane SL 4102)構(gòu)成。在共同擠壓模中的抽出槽孔的間隙是1.5mm，而吹脹率為1.8 1。拉伸/層合的條件。“區(qū)段滾輪”的表面被涂覆黑色橡膠，而被紅外線加熱并控制在50°C。層合滾輪(9) 被循環(huán)的熱水加熱，并控制在80°C。薄膜(A)的拉伸比在松弛后的最終層合體上測得為3.0 1。這被發(fā)現(xiàn)會形成薄膜(A)的精確縱向定向。薄膜(B)中的退繞張力被調(diào)節(jié)成使得薄膜(B)中的凹槽盡可能地深。通過實驗金屬塊(11)的位置，在薄膜㈧中的凹槽的平坦化被最小化，而不會破壞薄膜㈧和⑶之間的粘接。結(jié)果薄膜(A)變成波長為0. 5mm且深度為0. 23mm的凹槽。薄膜⑶變成波長對應(yīng)于滾輪(9)上的節(jié)距且深度為0. 09mm的凹槽。層合體的最終規(guī)格32g/m2。極限m. d.抗拉強(qiáng)度為MN/cm寬。極限t. d.抗拉強(qiáng)度為7N/cm寬。實例3兩個薄膜㈧和⑶都是如實例2中所用的規(guī)格分別為0. 030mm和0. 015mm 的管狀膜。在本例中，使用薄膜⑶的橫向熔融定向。在工業(yè)過程中這可通過US 5361469 (Rasmussen)的第4欄39行 第5欄6行中所述的方法來方便地完成。該技術(shù)已被簡述于本發(fā)明的概要說明中。但是，在本試驗中55mm寬的條帶是由擠壓的管狀膜相對于 m.d.成90°簡單地切出；且若干條帶以黏膠帶粘接在一起。波紋層合體的試驗制造是完全如實例2所述地進(jìn)行。結(jié)果薄膜(A)變成波長為0. 5mm且深度為0. Olmm的凹槽。薄膜(B)變成波長對應(yīng)于滾輪⑶)上的節(jié)距且深度為0. 045mm的凹槽。該層合體的最終規(guī)格約30g/m2。極限抗拉強(qiáng)度m. d. S^N/cm寬。極限抗拉強(qiáng)度t. d.為7. 3N/cm寬。
權(quán)利要求
1.一種制造由定向的和波紋狀的薄膜(A)與薄膜或織物(B)組成的層合體的方法，至少薄膜(A)由可定向的結(jié)晶聚合材料構(gòu)成，其中薄膜(A)通過被形成于滾輪或桿條之間的線性軋口(D-F)夾持而以角度配置進(jìn)行拉伸，該薄膜沿著與垂直于線性軋口的平面形成銳角(u)的方向輸送到這個軋口，然后通過拖拉構(gòu)件(1和幻相對于所述垂直平面呈銳角(ν) 被拉出，當(dāng)在這個平面的相對側(cè)上測量時，角度(ν)大于角度(u)但小于85°，由此形成伸長和單軸分子定向，其特征在于拉伸比(GD對FE)以及角度(u)和(ν)被選擇成使得拉伸的薄膜(A)的定向角度與其縱向方向偏離小于15°，并且形成薄膜寬度的縮減，沿直線測量的薄膜寬度縮減大于通過縱向伸長所引起的寬度縮減，從而形成縱向延伸的波紋，進(jìn)一步的特征在于所述波紋在遇到拖拉構(gòu)件(1和幻之前被穩(wěn)定，且薄膜(B)在薄膜(A)已離開軋口(D-F)之后被層合到薄膜(A)上，同時保持薄膜(A)的凹槽形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于薄膜(B)也為由可定向的結(jié)晶聚合材料所構(gòu)成的薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述軋口形成于一對旋轉(zhuǎn)滾輪(5) 之間，每個滾輪的表面由數(shù)目不小于3個的可軸向移動的區(qū)段(6)構(gòu)成，并且所述區(qū)段被帶成根據(jù)滾輪的旋轉(zhuǎn)沿著軸向方向往復(fù)運動，使得薄膜被以相同的角度(u)固定地進(jìn)給到軋口，而該區(qū)段在與薄膜接觸之后相反地移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所述偏離小于10°，優(yōu)選地小于5° 0
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于在以角度配置拉伸之前，薄膜(A)具有與其縱向方向相一致或最高偏離20°的單軸定向，或者具有不平衡的雙軸定向，該不平衡的雙軸定向具有與薄膜的縱向方向相一致或最高偏離20°的主方向。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于遇到軋口的薄膜(A)已被加熱，并且軋口被加熱，拉伸的薄膜(A)在遇到拖拉構(gòu)件(1和2)之前被冷卻，該冷卻優(yōu)選地在拉伸的薄膜離開軋口之后立即進(jìn)行。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于通過擠壓層合形成粘接，或者在薄膜(A)和薄膜(B)上的共同擠壓的層合層之間形成粘接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在層合之前，薄膜(B)具有橫向地延伸的定向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述定向與縱向方向形成40°至90°之間的角度，優(yōu)選為約90°。
10.根據(jù)權(quán)利要求2、8或9所述的方法，其特征在于在加熱的層合滾輪上的薄膜(A) 和薄膜(B)上的相互面對的層合層之間進(jìn)行粘接，薄膜(B)直接與滾輪接觸而薄膜(A)處于縱向拉幅狀態(tài)，粘接受限于通過使層合滾輪設(shè)置有縱向溝槽所形成的橫向延伸線，進(jìn)一步的特征在于在粘接之后，層合的薄膜被冷卻，且薄膜(B)通過消除薄膜(A)中的張力而形成橫向凹槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于縱向溝槽的節(jié)距在0.2與1. Omm之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于使得薄膜(A)和薄膜(B)粘接在一起的壓力被限制為薄膜(A)中的張力所產(chǎn)生的壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于使得薄膜(A)和薄膜(B)粘接在一起的壓力被限制為薄膜(A)中的張力所產(chǎn)生的壓力與施加在薄膜(A)的與薄膜(B)相對的一側(cè)上的加壓空氣薄膜的合力。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于層合是借助系結(jié)膜的擠壓層合，該系結(jié)膜施加在薄膜(A)和薄膜(B)在層合滾輪上彼此相遇的位置處。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于第三薄膜(C)層合在薄膜 (A)的與薄膜(B)相對的一側(cè)上。
16.在此所述的且適合于實施依據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備的任意組合。
17.借助依據(jù)本發(fā)明的方法所制成的任意產(chǎn)品。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于每個薄膜(A)和(B)中的至少50%由 HDPE，LLDPE或結(jié)晶PP構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造由定向的和波紋狀的薄膜(A)與薄膜或織物(B)組成的層合體的方法，其中至少薄膜(A)由可定向的結(jié)晶聚合材料構(gòu)成，薄膜(A)通過被形成于滾輪或桿條之間的線性軋口(D-F)夾持而以角度配置進(jìn)行拉伸，該薄膜沿著與垂直于線性軋口的平面形成銳角(u)的方向輸送到這個軋口，然后通過拖拉構(gòu)件(1和2)相對于所述垂直平面呈銳角(v)被拉出，當(dāng)在這個平面的相對側(cè)上測量時，角度(v)大于角度(u)但小于85°，由此形成伸長和單軸分子定向，拉伸比(GD對FE)以及角度(u)和(v)被選擇成使得拉伸的薄膜(A)的定向角度與其縱向方向偏離小于15°，并且形成薄膜寬度的縮減，沿直線測量的薄膜寬度縮減大于通過縱向伸長所引起的寬度縮減，從而形成縱向延伸的波紋，所述波紋在遇到拖拉構(gòu)件(1和2)之前被穩(wěn)定，且薄膜(B)在薄膜(A)已離開軋口(D-F)之后被層合到薄膜(A)上，同時保持薄膜(A)的凹槽形狀。適當(dāng)?shù)?，薄膜由聚乙烯形成?br> 文檔編號B32B27/32GK102548733SQ201080037865
公開日2012年7月4日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者奧利-本特·拉斯馬森, 尼可拉·拉斯馬森 申請人:奧利-本特·拉斯馬森