CN102548733A - 制造包括定向的细微波纹薄膜的层合体的方法与设备及生成的产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造由定向的和波纹状的薄膜(A)与薄膜或织物(B)组成的层合体的方法，其中至少薄膜(A)由可定向的结晶聚合材料构成，薄膜(A)通过被形成于滚轮或杆条之间的线性轧口(D-F)夹持而以角度配置进行拉伸，该薄膜沿着与垂直于线性轧口的平面形成锐角(u)的方向输送到这个轧口，然后通过拖拉构件(1和2)相对于所述垂直平面呈锐角(v)被拉出，当在这个平面的相对侧上测量时，角度(v)大于角度(u)但小于85°，由此形成伸长和单轴分子定向，拉伸比(GD对FE)以及角度(u)和(v)被选择成使得拉伸的薄膜(A)的定向角度与其纵向方向偏离小于15°，并且形成薄膜宽度的缩减，沿直线测量的薄膜宽度缩减大于通过纵向伸长所引起的宽度缩减，从而形成纵向延伸的波纹，所述波纹在遇到拖拉构件(1和2)之前被稳定，且薄膜(B)在薄膜(A)已离开轧口(D-F)之后被层合到薄膜(A)上，同时保持薄膜(A)的凹槽形状。适当地，薄膜由聚乙烯形成。

Description

制造包括定向的细微波纹薄膜的层合体的方法与设备及生成的产品

背景技术

本发明的目的是由名称显现，热塑性薄片材料的波纹板已经公知超过40年。公知产品的用途大致类似于波纹纸板的用途，因为两者都提供可对抗沿一方向弯曲的高硬挺度。但近期的发明则着重于较小的凹槽波长以使层合体放松板的性质，而使其具有可挠但硬挺化的薄膜的性质，同时定向且优选也为交叉层合体的技术被用于若干特性的改良。特别是抗拉强度、屈服张力和抗撕裂蔓延性。

因此Rasmussen的WO 02/102592是有关层合体物，优选是交叉层合体物，其中有一层，优选是沿加工方向定向的一层，具有3mm或更小的纵向延伸的凹槽。另一层则没有凹槽，且优选的是具有横向定向。

在另一公开中，即Rasmussen的WO 04/54793，其目标是要在各方向均达到对抗挠曲的硬挺度，为此该层合体的一层会沿其加工方向具有凹槽，另一层则具有横向的凹槽，且在各层的至少一层中该凹槽的波长为5cm或更小，优选的是小很多。

在上述的两个Rasmussen公开中，m.d.凹槽的建立是借助具有圆形沟槽的滚轮来完成。这些沟槽滚轮相互啮合，且在沟槽滚轮与光滑的涂覆橡胶的滚轮之间发生层合。用以层合的沟槽滚轮与用以形成凹槽的沟槽滚轮完全配准，且由于先提到的沟槽滚轮具有的温度比后提到的沟槽滚轮更高，因此当论及周遭温度时沟槽的节距必须相互不同。在两个公开的例子中，层合滚轮上的沟槽节距为1.0mm，但在这两个公开中提到最终层合体中的加工方向(m.d.)凹槽的节距，会因后续粘接的横向定向膜的收缩而减少至0.8mm。

上述的第二个Rasmussen公开提到一些形成垂直于m.d.的凹槽的方法。在最实用的方法中(见权利要求67)，要形成横向凹槽的薄膜在层合滚轮上被直线粘接于m.d.定向膜，该滚轮设有呈细微图案的纵向沟槽(即沟槽是垂直于m.d.)，且在粘接稳定化之后该m.d.定向膜将会收缩。从而另一薄膜的非粘接区域将会弯曲并形成凹槽。

在本发明构思之前发明人曾密集地寻找应用上述Rasmussen公开中的技术的市场。上述的第二个Rasmussen公开提到“在二层中的凹槽波长的类纺织用途较好应尽可能地，而也要考虑该过程的经济性”。现已明显地转成市场上的兴趣明显地欢迎低厚度的层合体，其中凹槽的波长是大约为或低于0.5mm，而使波纹变得几乎看不见或看起来像细微的纺织结构。

据此，发明人发现上述的制造垂直凹槽的方法可被应用而不会有太大的困难来制造节距低于0.5mm的横向凹槽(参见本说明书的相关实例2和3)。但是，应用上述低于0.5mm波长的m.d.凹槽的技术经重复地计算和实验已显示出，虽然可在工业上应用，但层合体的宽度被限制于约30～50cm，原因是滚轮的温度控制及极细沟槽图案的加工精确度的限制。这将会严格地限制在形成凹槽的沟槽式滚轮与沟槽式层合滚轮之间获得精确“配准”的可能性。结论是存在强烈需要来研发一种用以形成并层合具有沿m.d.延伸的细微凹槽的薄膜的完全不同的制法。

应当提及的是，就发明人所知，波纹纸层合体的最短已知波长约为1.8mm。这公开与Lingle等人的US 6139938中。

发明内容

本发明是依据由US 2505146专利(Ryan)得知的技术，其公布于1950年。在本案权利要求1的引言所述的方法步骤是由该专利得知，但在本发明中特殊的条件会被选出，且加入层合步骤，如由权利要求1的特征部份所显现。要了解权利要求的语言，推荐研究图1和对应的描述。

本发明主要是构思要制造层合体，其中(B)也为由可结晶定向的聚合材料所制成的薄膜，但为了完整性的缘故，该薄膜(B)并不限于此，而也可例如为纸膜、金属箔或纺织物。

Ryan聚焦于偏斜分子定向的形成，而在其技术的较佳实施中该角度(v)小于角度(u)，这是异于本发明使用的技术。但是，在图6和17及第25和32栏的对应描述中，Ryan提到该角度(v)可大于角度(u)，但他并未揭露该技术能被应用来在薄膜中形成均匀且稳定的纵向波纹。对本申请的图4的研究也会显示出使用本发明所形成的波纹的细度和均一性是令人惊异的，且很难被Ryan预料到。

再请参阅US 3491158(Rasmussen)，其公布于1966年，其不同于Ryan专利之处在于：当拉伸时往后拉住薄膜的轧口由一组正常的夹轧滚轮所形成，即角度(u)为零，但其类似于Ryan的特征是该薄膜在被拉伸时以角度(v)由轧口拖出。此拉伸是在较高温度发生。在这个旧的Rasmussen方法中实际上形成细微的纵向延伸的绉褶或波纹。而在本发明中，这是通过减少薄膜宽度超过拉伸该薄膜所获得的宽度缩减而实现。但是，这些细微绉褶或波纹的形状并不稳定且未能保持为用于制造波纹式层合体。相反地，绉褶会被压平并用来加强最后的纵向拉伸以用于例如通过纤维化制造编结或工业纱。

为了特殊目的，Ryan技术的旧的修改也能应用于本发明，但避免所提供的波纹结构的压缩，波纹会稳定化且最终拉伸步骤会被免除。然而，在所述的旧Rasmussen方法中角度(v)为70～85°(见权利要求3)，同时角度(u)为零，因此会引起非常高的宽度缩减，这对本发明的大部份用途而言是不适当的。

回到本发明的权利要求1，如前已提及，通过研究图1和相关说明来较好地理解所述的角度和拉伸比的选择。也请参阅Ryan专利中的广泛的数学处理。至于“由该纵向伸长所造成的宽度缩减”，这是一种能在实验室中被决定的系数。实验室的决定可在狭窄(例如2cm宽)的连续薄膜样品上来被完成，样品会在针对工业过程所择的温度和速度下被拉伸。

虽然权利要求1提供的是，薄膜(A)中的定向方向当其离开该轧口(D-F)时会与其纵向偏离小于15°，该偏离优选地小于10°，且更优选地小于5°。

一种特别适合用以将薄膜(A)以角度(u)进给到轧口(D-F)中的设备公开于GB 1078732(Rasmussen)中，其公布于1967年。该设备使用“区段滚轮”，即轧口形成于一对旋转滚轮(5)之间，每个旋转滚轮的表面由数目不小于3个的可轴向移动的区段(6)所组成，且这些区段被制成可根据滚轮的旋转而沿轴向往复运动，使薄膜以相同的角度(u)固定地进给到轧口(D-F)中。

上述的英国专利涉及分裂强固定向的薄膜来获得纤维网络。用于该纤维化制法中的橡胶带未必与本发明有关，但在至少一个滚轮上的区段必须被涂覆橡胶来形成轧口。由于滚轮的表面通常必须被加热到例如60～80℃，且因为低摩擦是优选的，所以橡胶优选为硅酮橡胶。

由图1和相关的描述会显示出，其中在角度u、角度v、EF对DG拉伸比和DE至GF所获得的宽度缩减之间将会有固定的关系。当高拉伸比结合深波纹或绉褶是期望的时，薄膜被进给到轧口(D-F)中可能必须处于如下状态：优选地与其纵向重合一致或最高偏离20°的单轴定向，或主方向与其纵向重合一致或最高偏离20°的不平衡的双轴定向。强烈的熔融定向可能是足够的。

稳定化是在波纹薄膜遇到拖拉构件(滚轮)之前所必须的，这可通过在薄膜遇到轧口之前将它加热而以最简单的方式来完成，且该轧口也会被加热。该加热的薄膜在它遇到拖拉构件(1)和(2)之前，优选的是在它正要离开轧口时，必须通常通过空气再被冷却。波纹的优异稳定性能通过形成波纹时有适当高的薄膜温度之后进行所述的冷却而实现。在特殊情况下，该稳定化可通过照射来产生。

可替代地或补充地，该稳定化也能通过如下方式确立：在离开轧口(D-F)之后，但在遇到拖拉构件(1)和(2)之前进行薄膜(A)与(B)的层合。然而，正常的顺序是该层合会在薄膜(A)已离开拖拉构件时来进行。其也可以在不同的生产线完成。

在任何情况下，粘接是被形成限制于薄膜(A)的一侧上的波峰的线粘接或点粘接。其中也可将第三薄膜(C)层合于薄膜(A)的相反面。在最简单的形式中，薄膜(B)和/或薄膜(C)通过挤押涂覆来形成，且仅仅通过在熔融状态拉伸而定向。

但是，要制成在所有方向均有良好强度的薄膜，该层合体优选为交叉层合体，即薄膜(B)已经定向成相对于薄膜(A)的纵向成角度。粘接可通过挤压层合而形成或者在薄膜(A)和薄膜(B)上的共同挤压的层合层之间形成粘接。很重要的是薄膜(A)的波纹被有效地稳定化，以避免波纹在层合时的显著平坦化。不过也很重要的是，在非常低的层合压力下来完成层合，如有关图3和3a所述。

在层合之前，当由结晶的可定向聚合材料构成时，薄膜(B)优选地具有单轴或不平衡的双轴分子定向，这使得薄膜具有横向延伸的主强度方向，换言之与m.d.形成角度。该角度优选在40～90°之间，若考虑(包括机具成本)实际容许，最优选为90°。呈90°的横向定向能以常规的拉幅机例如在约80～90℃来完成，优选地当其宽度扩张时允许自由的纵向收缩。

在执行偏斜拉伸的设备中，角度(v)优选地被设成可调的。角度(u)不能被设成可调的，除非用以控制区段的往复运动的设备可被更换。如前所述，在非常特殊的情况下(u)可为零。在其它极端情况下，其可接近于90°，例如约85°。但是，正常情况下其应在约15°至约60°的范围内。

前述的英国专利中描述了用以将“区段滚轮”的旋转转变成各个区段的往复运动的凸轮设计。但是，如果角度(u)大于约50°，则可能需要为该凸轮设备补充气动或液压活塞，其各作用于一个区段。

权利要求10～13中示出了一种形成薄膜(B)中的横向延伸波纹且之后将其层合于薄膜(A)而不会丧失波纹的适当方法，参照图3和3a进一步说明了该方法。

不论本发明的那个实施例被使用，每个薄膜(A)和(B)的适当的成分包括HDPE、LLDPE或结晶PP，以形成各薄膜的至少50％。

第三薄膜(C)可被层合于薄膜(A)的与薄膜(B)相对的一侧上。

针对任何所述设备的组合和适合用于实施本发明的方法也要请求保护。而且本发明包括任何以该方法所制成的产品。

附图说明

现在将参考附图更详细地说明本发明，其中：

图1为用以显化权利要求1的原理示意图；

图2为“区段滚轮”的示意图，该区段滚轮构成轧口，在轧口处形成波纹，且区段滚轮适于相对于它们的轴线的垂线呈角度(u)地将薄膜(A)输送至该轧口；

图3为示意图，示出了m.d.定向且有细凹槽的薄膜(A)如何被直线粘接于平坦薄膜(B)而不会散布凹槽(A)，及薄膜(B)的t.d.凹槽如何通过薄膜(A)的m.d.收缩而形成；

图3a为图3中所示的层合滚轮的显微照片，且实际上为实例2和3及其它实验室试验所制造。其是由它的一端所见而示出该细微图案沟槽，这使得粘接限制于直线图案；

图4为如实例1中所述地制成的薄膜的显微照片，示出具有均匀且细微的波纹的横截面。

具体实施方式

在图1中，薄膜(A)可已经接受沿其纵向的较强固的定向，且相对于轧口的垂线呈角度(u)地被拉入轧口(DF)中。该轧口形成于图2所示的两个“区段滚轮”之间。每个滚轮由核心部(5)和区段(6)构成，后者设有橡胶涂层(7)。区段(6)可在核心(5)上轴向地移动，从而沿着轨道运行。该设备包括弯曲的轨道，该轨道定位在滚轮的至少一端，并与区段上的凸轮对应，该轨道的曲率使得区段在相对于该轨道旋转时将纵向地往复运动。这些轨道在此以简化的构造示出，而实际上它们正常应包括特殊的滚轮轴承。当“区段滚轮”旋转时，区段往复运动，而在一次回转期间一时“向前”且一时“向后”。如所述，这通常是通过在各滚轮一端处的凸轮来安排，请参见上述英国专利中的图式。但是，凸轮能被装在滚轮上的适当气动或液压装置来替代或补充，该装置被滚轮的旋转所控制，或者其控制滚轮的旋转。

请回过来参考图1，薄膜(A)被滚轮对(1)和滚轮对(2)由该轧口(DF)拖离，从而被延伸，两对滚轮皆以相同的圆周速度移动。这种拖离是在垂直于轧口的平面与拖拉方向之间以大于(u)的角度(v)进行。

当需要精确纵向的定向时，薄膜(A)遇到轧口之前被以相对于其纵向成90°划在薄膜(A)上的直线，例如直线(DE)，必须在通过轧口之后保持与薄膜(A)随后离开的纵向方向垂直的直线，譬如直线(GF)。在此情况下，在薄膜(A)遇到轧口之前画在薄膜上的圆将会转变成椭圆，而其主轴会与薄膜的新的纵向方向平行，且垂直于该m.d.所画的直线将会实质上保持为垂直于该m.d.的直线。

当点(E)(若画在薄膜上)已移至点(F)处(在轧口上)，则点(D)(若画在薄膜上)将会移至点(G)处。从而拉伸比(即内缘和外缘速度之间的比)将会是(DG)除以(FE)。在图1中，薄膜(A)是被示出就像其在位于发生拉伸的轧口(DF)之后和之前是在相同的平面中移动。实际上薄膜(A)是优选但非必要的，会随循“区段滚轮”中之一的表面而历经特定弧度例如10～20°。这有助于用来避免薄膜的皱褶。但是，这若要被示于图中将会相当复杂。离开轧口后，薄膜可再度随循一个滚轮表面而历经一小弧度，但这并没有正面效果。在薄膜(A)经轧口DF之后和/或之前会随循滚轮表面的情况中，图1应被了解为未折叠的代表。

这些考虑是依据实质上所有的拉伸都发生于轧口DF中或在其后立即发生的情况。为确保这种情况，薄膜在刚从轧口离开时被有效地空气冷却。这能方便地应用空气模来实施，该空气模终止于由多微孔材料制成而紧位于轧口之后的壁中，且该壁与薄膜平行并几乎接触该薄膜。

薄膜(A)会收缩的固有倾向，能通过实验室实验来正确地建立如在概要说明中所述。依据：

a)该固有收缩率乘以针对所要的波纹深度的系数；

b)角度(u)；及

c)拉伸比；

角度(v)能依据三角函数被容易地算出。即，

拉伸比DG/FE＝sin v/sin u；

且总的t.d.收缩率，由该固有收缩和额外波纹所组成：

DE/GF＝cos u/cos v；

也请参见实例1中的计算。

应当理解但未示于图1中，薄膜(A)是以“S形路径”通过两个拖拉滚轮对(1)和(2)中的每一对。在通过期间，必须要避免波纹构形的破坏，因此4个滚轮中的每一个都可被覆以软橡胶，且两个滚轮(1)不可形成相互靠着的轧口。滚轮对(2)可形成轧口，但应施以几近0的轧口压力。在离开这些拖拉滚轮后，薄膜(A)可被卷收，或可直接前进至层合体处，其例如可如图3所示地进行。

在图3中，薄膜(B)已被共同挤压而具有较低熔融层合层。其可被定向于任何方向，但优选的是基本上垂直于m.d.。其可来自滚动条，或直接来自t.d.拉伸设备，譬如传统的拉幅机。

一种可获得薄膜的90°定向的不同技术公开于US 5361469(Rasmussen)专利的第4栏39行至第5栏6行中。其中管状薄膜会借着圆形抽出孔与拖拉滚轮间的相对旋转而成角度(如30°)地施以定向，且然后其被成角度(在该例中为60°)地螺旋地切割来形成90°定向。这将仅为熔体定向，但此方法依然非常适合于本发明。

薄膜(B)中的定向方向并不一定要相对于m.d.成约90°，但优选地应不小于约40°。这样的定向角度可通过m.d.定向膜管的螺旋切割来形成。

请注意相对于m.d.成90°角地延伸的凹槽的形成(其将会被描述于后)与薄膜(B)中的定向方向无关。例如相对于m.d.成40°定向的薄膜，能被用来形成相对于m.d.成90°延伸的细凹槽。薄膜(B)被以非常低的张力(控制设备未示出)引导至橡胶涂覆滚轮(8)。这具有环境温度，而其所接触的后续层合滚轮(9)则会被加热至可熔融或半熔融该层合层的温度。在滚轮(9)的表面上有细微的轴向沟槽(12)。沟槽示出在图3a的显微照片中。

细微沟槽将粘接限制成细微图案的粘接线，而在各直线之间有未粘接的空隙。沟槽的图案的节距为低至0.3mm，如在该显微照片中所示出的。

薄膜(B)变成几乎瞬间加热至选择用于层合的温度。如果薄膜(B)由HDPE、LLDPE、LDPE、或结晶PP所构成，并设有较低熔融的层合层，则根据层合层适当的温度应在约80～110℃之间；如果薄膜(B)在t.d.中成强固定向状态，则其在被进给到该设备之前必须以类似的或更高的温度先适宜地稳定，以避免横向收缩。在WO04/54793(Rasmussen)专利中参照图5描述了这种稳定。

薄膜(B)在由“区段滚轮”拉伸过程送出而具有纵向延伸的凹槽时与薄膜(A)层合。薄膜(A)也具有较低熔融的层合层。在图1中的两对拖拉滚轮(1)和(2)在图3中被3个滚轮(10)所取代，其皆涂覆有软橡胶，且全被以相同速度驱动，这是参照图1中所述进行调节。它们具有环境温度。当两个薄膜在层合滚轮(9)上相遇时，即会发生直线粘接。薄膜(A)在遇到薄膜(B)之前不会被加热。在此步骤时薄膜(A)仍具有与其离开该“区段滚轮”时相同的纵向张力。为保存其凹槽形状，其只会依循加热层合滚轮而历经可调的短小区段，例如约20°。由此每个凹槽只会有一小部份被平坦化和加热。

薄膜(A)与(B)的层合体越过加压空气薄膜，该加压空气薄膜通过空气模(11)上的微孔材料所形成。该空气具有环境温度，且用来冷却及润滑薄膜。

层合体中的张力通过两个被驱动的拖拉滚轮(12)和空转的轧口滚轮(13)来保持。两个滚轮(12)涂覆有软橡胶，而滚轮(13)涂覆有发泡橡胶。

3个拖拉滚轮(10)、层合滚轮(9)和2个拖拉滚轮(12)全部以相同的圆周速度来驱动，因此薄膜(A)在遇到轧口滚轮(13)时仍有高的纵向张力。离开轧口后，薄膜(A)会松弛地被送往卷收，而在薄膜(B)中的未粘接的空隙将会挠曲并形成凹槽，这是假使所有的调节皆正确。

特别重要的是薄膜(B)在遇到空转覆胶轧口滚轮(8)时的张力。如果该张力太高，则显然薄膜(A)的收缩将不会使薄膜(B)形成凹槽。如其接近于零，则在层合滚轮(9)上加热将会引起沿m.d.的扩张，这会部分地使薄膜(B)不与滚轮接触。因此当薄膜(B)遇到滚轮(8)时的张力必须被非常精确地调节。薄膜(B)利用电晕放电来静电充电为一种有帮助的手段，可使薄膜(B)在低张力下与滚轮(9)保持良好接触。

也很重要的是薄膜(A)依循层合滚轮(9)所绕过的弧度的选择。针对于此，冷却模(11)的位置是被制成可调的。

虽然薄膜(A)中的张力正常是足以产生粘接所需的压力，但这在某些情况下可借助加压空气薄膜的作用来辅助，其是穿过微孔材料所形成的且作用在薄膜(A)的与薄膜(B)相对的一侧上。这在图中未示出。

实例1

3层的管状PE膜由1.5mm的圆形抽出槽隙挤压，而具有2∶1的吹胀率(BUR)和0.017mm的规格。其成分如下：

中层为全部的60％：普通高分子量HDPE，

外表面层：在80℃开始熔融的乙烯共聚物，

内表面层：熔流指数1的普通LLDPE。

使用实验用的“区段滚轮”设备(参见权利要求3和图2)，其是针对上述旧英国专利的改进而构造的。在这个设备中，角度(u)是17°，且其将会有实质的操作来改变此角度。拖拉滚轮(参见图1的附图标记1和2)被安装成使角度(v)和拉伸比能被轻易地改变。

20cm宽的纵向胶带被从挤压的管状平坦薄膜切下，并在70℃以不同的比率拉伸。这是被选择来在“区段滚轮”设备中进行拉伸的温度。已发现在3.0∶1的拉伸比会发生破裂，且该胶带在正好破裂之前的宽度为1.1mm，即其固有的横向收缩率为2.0∶1.1～1.8∶1。

低最终拉伸比是由于初始的薄膜中有高熔融定向。这个高熔融定向对本发明而言是有利的，且如果没有它则可能必须以传统的方式例如在70℃预先定向该薄膜。其理由是最后薄膜中优选地具有严格的纵向定向和波纹，然后如图1的描述中所算出的，拉伸比为sin v/sin 17°～sin v/0.29。在当(v)接近90°的非常极端的情况下，若该角度u＝17°则将会为该“区段滚轮”中的拉伸比设定1∶0.29～3.4∶1的限制。

为防护避免破裂，因此选择2.6∶1的拉伸比。通过以70℃在20mm宽的胶带上进行拉伸试验，已发现以此比率的拉伸固有地会使宽度由20mm缩减至14mm。这意味着固有收缩率为(2.0∶1.4)∶1＝1.43∶1。

试验性地，选择角度(v)＝60°。依据图1的说明中的公式，这将会提供比率为cos 17°/cos 60°～0.95∶0.5＝1.90∶1的总宽度缩减。由于固有收缩率为1.43∶1，因此将会留下1.90/1.43＝1.33∶1的比率来造成该波纹，而这是被认为可接受的。

另一方面，定向的方向将不会严格地变成纵向。为此，该拉伸比应为sin 60°/sin 17°＝0.87∶0.29＝3.0∶1。

但是，考虑其与纵向定向的偏离将会非常低，且在该“区段滚轮”设备上的拉伸是以v＝60°、温度70℃、及拉伸比2.6＝1来进行。因而可确定与纵向定向的偏离是可忽视的。

所获得的波纹会由图4的显微相片显现。如前所述，该波纹令人惊异地均匀。该薄膜能在低层合压力下与具有类似成分的薄膜(B)层合，而不会破坏波纹。

实例2

在这个实例中，使用结合图1、2、3和3a的设备(会有些修正，见后述)的全拉伸/层合生产线。两个薄膜(A)和(B)均以LLDPE为基础。在“区段滚轮”拉伸过程之前，薄膜(A)初始为120mm宽的带状的m.d.熔融定向膜，而薄膜(B)在该层合过程之前，初始为55mm宽的带状的60°熔融定向膜。该60°定向是通过螺旋切割m.d.熔融定向膜管来获得，如在US 5361469(Rasmussen)中所述。请注意，虽然在薄膜(B)中的初始定向为60°。但其凹槽的方向会变成垂直。

关于实验室拉伸/层合生产线：

在图1中的两对拖拉滚轮(1)和(2)被图3中的3个拖拉滚轮(10)取代。

滚轮(8)尚未被尝试作为如图3中的轧口滚轮。其用作定位在离层合滚轮(9)一段距离处的空转滚轮。

图3中的空气膜冷却设备被简单的金属块所取代，其在每次实验开始时具有大约环境温度。其不需要被冷却，因为每次实验时间很短。

层合滚轮(9)的直径是32mm，而其长度为52mm。

请参阅图1，角度u是17°，而角度v是60°，均与实例1相同。

关于挤压膜：

薄膜(A)和(B)是取自管状膜，它们只有规格不同。用于(A)的挤压膜的规格为0.030mm，而用于(B)的挤压膜的规格为0.015mm。两者均由3成分模共同挤压。其成分如下：

被挤压为核心和内表面的主层是全部的85％，且为100％的LLDPE(Dowlex 5056)。

外表面层(用于层合)是全部的15％，且由熔点约80～90℃的乙烯共聚物(Attane SL 4102)构成。

在共同挤压模中的抽出槽孔的间隙是1.5mm，而吹胀率为1.8∶1。

拉伸/层合的条件。

“区段滚轮”的表面被涂覆黑色橡胶，而被红外线加热并控制在50℃。层合滚轮(9)被循环的热水加热，并控制在80℃。

薄膜(A)的拉伸比在松弛后的最终层合体上测得为3.0∶1。这被发现会形成薄膜(A)的精确纵向定向。

薄膜(B)中的退绕张力被调节成使得薄膜(B)中的凹槽尽可能地深。

通过实验金属块(11)的位置，在薄膜(A)中的凹槽的平坦化被最小化，而不会破坏薄膜(A)和(B)之间的粘接。

结果：

薄膜(A)变成波长为0.5mm且深度为0.23mm的凹槽。

薄膜(B)变成波长对应于滚轮(9)上的节距且深度为0.09mm的凹槽。

层合体的最终规格：32g/m²。

极限m.d.抗拉强度为24N/cm宽。

极限t.d.抗拉强度为7N/cm宽。

实例3

两个薄膜(A)和(B)都是如实例2中所用的规格分别为0.030mm和0.015mm的管状膜。在本例中，使用薄膜(B)的横向熔融定向。在工业过程中这可通过US 5361469(Rasmussen)的第4栏39行～第5栏6行中所述的方法来方便地完成。该技术已被简述于本发明的概要说明中。但是，在本试验中55mm宽的条带是由挤压的管状膜相对于m.d.成90°简单地切出；且若干条带以黏胶带粘接在一起。

波纹层合体的试验制造是完全如实例2所述地进行。

结果：

薄膜(A)变成波长为0.5mm且深度为0.01mm的凹槽。

薄膜(B)变成波长对应于滚轮(9)上的节距且深度为0.045mm的凹槽。

该层合体的最终规格：约30g/m²。

极限抗拉强度m.d.为26N/cm宽。

极限抗拉强度t.d.为7.3N/cm宽。

Claims (18)

1.一种制造由定向的和波纹状的薄膜(A)与薄膜或织物(B)组成的层合体的方法，至少薄膜(A)由可定向的结晶聚合材料构成，其中薄膜(A)通过被形成于滚轮或杆条之间的线性轧口(D-F)夹持而以角度配置进行拉伸，该薄膜沿着与垂直于线性轧口的平面形成锐角(u)的方向输送到这个轧口，然后通过拖拉构件(1和2)相对于所述垂直平面呈锐角(v)被拉出，当在这个平面的相对侧上测量时，角度(v)大于角度(u)但小于85°，由此形成伸长和单轴分子定向，其特征在于：拉伸比(GD对FE)以及角度(u)和(v)被选择成使得拉伸的薄膜(A)的定向角度与其纵向方向偏离小于15°，并且形成薄膜宽度的缩减，沿直线测量的薄膜宽度缩减大于通过纵向伸长所引起的宽度缩减，从而形成纵向延伸的波纹，进一步的特征在于：所述波纹在遇到拖拉构件(1和2)之前被稳定，且薄膜(B)在薄膜(A)已离开轧口(D-F)之后被层合到薄膜(A)上，同时保持薄膜(A)的凹槽形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：薄膜(B)也为由可定向的结晶聚合材料所构成的薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述轧口形成于一对旋转滚轮(5)之间，每个滚轮的表面由数目不小于3个的可轴向移动的区段(6)构成，并且所述区段被带成根据滚轮的旋转沿着轴向方向往复运动，使得薄膜被以相同的角度(u)固定地进给到轧口，而该区段在与薄膜接触之后相反地移动。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：所述偏离小于10°，优选地小于5°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：在以角度配置拉伸之前，薄膜(A)具有与其纵向方向相一致或最高偏离20°的单轴定向，或者具有不平衡的双轴定向，该不平衡的双轴定向具有与薄膜的纵向方向相一致或最高偏离20°的主方向。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：遇到轧口的薄膜(A)已被加热，并且轧口被加热，拉伸的薄膜(A)在遇到拖拉构件(1和2)之前被冷却，该冷却优选地在拉伸的薄膜离开轧口之后立即进行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：通过挤压层合形成粘接，或者在薄膜(A)和薄膜(B)上的共同挤压的层合层之间形成粘接。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在层合之前，薄膜(B)具有横向地延伸的定向。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述定向与纵向方向形成40°至90°之间的角度，优选为约90°。

10.根据权利要求2、8或9所述的方法，其特征在于：在加热的层合滚轮上的薄膜(A)和薄膜(B)上的相互面对的层合层之间进行粘接，薄膜(B)直接与滚轮接触而薄膜(A)处于纵向拉幅状态，粘接受限于通过使层合滚轮设置有纵向沟槽所形成的横向延伸线，进一步的特征在于：在粘接之后，层合的薄膜被冷却，且薄膜(B)通过消除薄膜(A)中的张力而形成横向凹槽。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：纵向沟槽的节距在0.2与1.0mm之间。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于：使得薄膜(A)和薄膜(B)粘接在一起的压力被限制为薄膜(A)中的张力所产生的压力。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于：使得薄膜(A)和薄膜(B)粘接在一起的压力被限制为薄膜(A)中的张力所产生的压力与施加在薄膜(A)的与薄膜(B)相对的一侧上的加压空气薄膜的合力。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：层合是借助系结膜的挤压层合，该系结膜施加在薄膜(A)和薄膜(B)在层合滚轮上彼此相遇的位置处。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：第三薄膜(C)层合在薄膜(A)的与薄膜(B)相对的一侧上。

16.在此所述的且适合于实施依据本发明的方法的设备的任意组合。

17.借助依据本发明的方法所制成的任意产品。

18.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：每个薄膜(A)和(B)中的至少50％由HDPE，LLDPE或结晶PP构成。

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