DK153375B - Apparat og fremgangsmaade til fremstilling af belagt film - Google Patents

Description

, DK 153375 B

Den foreliggende opfindelse angår belagte film og specielt et apparat og en fremgangsmåde til fremstilling af en belagt rørformet film.

Film belægges af mange forskellige grunde, f. eks. for at forbedre de gasspærrende egenskaber eller for at bibringe varmeforseglingsegen-skaber på en overflade af en forholdsvis indifferent film. Sådanne belægninger påføres i regelen ved at aflejre et belægningsmateriale i flydetilstand, f. eks. som en smelte eller som en opløsning eller dispersion af belægningsmaterialet i en flydende bærer på en overflade af filmen, og sprede det aflejrede belægningsmateriale over 2

DK 153375B

overfladen ved hjælp af et i passende stilling anbragt samvirkende spredeorgan. Den aflejrede belægning kan spredes direkte på overfladen af et rørformet filmdannende extrudat af et stationært ringformet spredeorgan, hensigtsmæssigt i form af en tæt tilsluttende 5 slibemiddelfyldt eftergivelig krave, der omslutter extrudatet. Alternativt kan en rørformet film først klappes·.·. sammen til flad tilstand, og den aflejrede belægning spredes ved hjælp af mindst ét fladt organ, såsom en stang eller en valse, der virker på hver af de modstående overflader af det sammenklappede rør. De hidtil prak-10 tiserede metoder indebærer således i almindelighed langsgående ak-sial bevægelse af det rørformede underlag i forhold til spredeorga-net, således at det aflejrede belægningsmateriale spredes på langs på en overflade deraf, og de har i praksis vist sig vanskelige at udføre, således at der fås konsekvent ensartede belægninger af høj 15 kvalitet.

US patent nr. 3.068.516 beskriver en teknik til længdespredning af et belægningsmediuro på overfladen af et termoplastisk rør ved at ekstrudere røret fra et primært mundstykke, holde røret i hovedsagelig ustrakt tilstand over et stykke fra det 20 primære mundstykke, påføre et belægningsmateriale på det hovedvedsagelig ustrakte rør, føre det belagte rør gennem et sekundært mundstykke, som støtter periferien af det belagte rør, og derefter strække det belagte rør for at danne en belagt film. Det sekundære mundstykke kan roteres omkring røret.

25 En nyligt udviklet teknik til belægning af en i aksial bevægelse værende rørformet form indebærer aflejring af et belægningsmedium på en overflade af formen og sprede det aflejrede medium omkring i det mindste en del af overfladen i en retning på tværs af formens bevægelsesretning. Spredning på tværs bevirkes ved hjælp af et endeløst 30 bånd, der samvirker med den ydre overflade af formen. Et enkelt bånd kan dog kun effektivt sprede belægningsmediet omkring en del af formens overflade, og fuldstændig dækning af formoverfladen indebærer anvendelse af flere uafhængigt af hinanden aktiverede bånd, der er anbragt aksialt med mellemrum langs formens længde.

35

Ifølge opfindelsen er nu udviklet et forenklet og pålideligt tværgående belægningssystem, som er i stand til at give konsekvent ensartede belægninger.

3

DK 153375B

Opfindelsen angiver derfor et apparat til fremstilling af en belagt film, hvor et afkølet termoplastisk polymert rørformet extrudat bevæges aksialt fremad gennem genopvarmningsorganer og oppustningsorganer til dannelse af en orienteret belagt 5 rørformet film, og det er ejendommeligt ved et belægningshoved anbragt før genopvarmningsorganerne og omfattende et roterbart aggregat omfattende et understøtningsorgan, som danner en åbning, hvorigennem det rørformede extrudat kan fremføres i ak-sial retning, et antal aksialt forløbende spredeorganer an-2q bragt med mellemrum omkring åbningen, monter ingsorganer for hvert af spredeorganerne, hvilke monteringsorganer er operativt forbundne med støtteorganet og forskydelige i forhold dertil, og organer til at dirigere hvert af spredeorganerne indad fra støtteorganet til indgreb med den ydre overflade af 15 det rørformede extrudat, samt drivmidler til at rotere aggregatet i et plan i hovedsagen normalt til den aksiale retning.

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af en belagt film ved at aflejre et belægningsmedium på overfladen af et aksialt i bevægelse værende afkølet termoplastisk - 20 polymert rørformet extrudat og genopvarme og oppuste det be-T^~~te-~extrui-dat til dannelse af en orienteret belagt rørformet film, og den er ejendommelig ved, at det aflejrede belægningsmedium udsmøres og udspredes på overfladen af extrudatet ved kontakt i rækkefølge med hvert af. flere spredeorganer, der er 25 ' efjys-rgi vel igt dirigeret til indgreb med overfladen og som roterer bmXMng extrudatets periferi i et plan i hovedsagen normalt til længdleaksen af de.t rørformede extrudat.

Selv om rørformede extrudirt^^a£_£orskellige tværsnitsformer kan be-3g lægges, er teknikken ifølge den fdrelT^^std^^findelse særligt egnet til belægning af et i hovedsagen cylindrisk ex^hda^T-4iVQra-f~en orienteret film kan fremstilles ved oppustning og sti^kning ved en sædvanlig bobleproces til filmdannelse.

35 Omtale i den foreliggende beskrivelse af bevægelse af.det rørformede extrudat i en aksial retning betyder, med mindre andet er anført, bevægelse i hovedsagen i retning af extrudatets længdeakse og indebærer 4

DK 153375B

bevægelse i en retning, der er lidt skrå i forhold til længdeaksen for at skabe tilpasning til den svajen eller vandring, der normalt forekommer ved sædvanlige fremgangsmåder til fremstilling af rørformede film. Bevægelse af extrudatet gennem belægningsapparatet kan be-5 virkes under indflydelse af tyngdekraften eller med sædvanlige bevægelsesorganer, såsom samvirkende ruller eller endeløse bånd,, som griber ind i den ydre overflade af extrudatet og fremfører dette i den ønskede retning.

10

Hensigtsmæssigt har støtteorganet i belægningsorganet enhver konfiguration, som begrænser en passende åbning, hvorigennem det rørformede extrudat kan ledes i aksial retning, og er bekvemt et ringformet organ eller en plade indeholdende en cirkulær åbning med en diameter^ der er lidt større end diameteren af extrudatet, således at sidst-15 nævnte kan passere frit gennem åbningen uden at slide mod kanten deraf. Støtteorganet kan være en enhedskonstruktion eller kan omfatte flere støtteelementer, der er anbragt således, at de giver en forholdsvis stiv støttestruktur eller ramme, der tjener som et ?0 fundament, hvorpå de respektive spredeorganer kan monteres.

Funktionen af spredeorganerne er at smøre og sprede et påført belægningsmedium omkring overfladen af extrudatet i en retning på tværs af dets aksiale bevægelsesretning, og det foretrækkes, at spredeor-r~^~ ganerne er anbragt på steder med regelmæssige mellemrum omkru^f åb- ~~ ningen i støtteorganet og således omkring periferien'Jfr^fet rørformede extrudat. Antallet af de anvendte spredeorganer^er ikke af Afgørende betydning, forudsat-at-dpr^r^Æ^strækkelig mange deraf %il at sikre spredning af <^t_~piførte medium til en kontinuerlig 3$&Eæg-_—ning.. omkring—hele periferien af extrudatet.* Exot anvendte antell <afhænger blandt.^andet af dimensionerne af det æøsÆsøæmede extrudat t$g er —^l'^raksis bekvemt fra 2 til fortrinsvis fra 6 til 12.

Hvert spredeorgan strækker sig aksialt for at give en passende dimensioneret kontaktoverflade, som når den møder det rørfor-35 mede ekstrudat effektivt vil udsmøre og udsprede det påførte belægningsmedium omkring den ydre overflade deraf. Hensigtsmæssigt har hvert spredeorgan generelt rektangulær form og kontaktoverf 1 aden kan være plan eller have en passende krum-

DK 153375B

5

Effektiv spredning af det påførte belægningsmedium opnås, hvis hvert aggregat af spredeorgan har lav inerti, og hvis hvert organ som sådan har forholdsvis høj fleksibilitet, således at organet kan "spore" og hurtigt reagere på variationer i konturen af det rørformede extrudat.

5 Fortrinsvis er hvert spredeorgan derfor fremstillet af et eftergive-ligt materiale med forholdsvis lav masse, såsom fjederstål. Radial indadbøjning af et spredeorgan i forhold til længdeaksen af extruda-tet kan understøttes ved at sikre, at mindst én af de langs omkredsen med mellemrum anbragte kanter af organet er uunderstøttet og i 10 stand til forholdsvis ubegrænset bevægelse i et plan normalt til længdeaksen. Hensigtsmæssigt er derfor kun forkanten af hvert spredeorgan i aggregatets rotationsretning understøttet. Sporing af extrudatets kontur kan yderligere forbedres, hvis det ønskes, ved at forsyne én og fortrinsvis begge de aksialt med mellerum værende kanter af et 15 spredeorgan med en hals eller indskæring, fortrinsvis ved den understøttede kant af spredeorganet, således at spredeorganet kan indtage en aksial skråstilling i forhold til extrudatets længdeakse. Aksial skråstilling af et spredeorgan er særlig ønskelig ved belægning af et extrudat i en overgangstilstand mellem en delvis sammenklappet 2® og fuldt oppustet tilstand, således som det f. eks. forekommer under fremføring ved hjælp af klemvalser af et støbt rørformet extrudat med henblik på genopvarmning og påfølgende omdannelse til en orienteret rørformet film. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Kontaktoverfladen af hvert spredeorgan, som kommer i berøring méd 2 det rørformede extrudat er hensigtsmæssigt forsynet med en kontakt 3 pude til direkte indgreb med overfladen, hvilken pude er af et ma 4 teriale, som er i stand til at sprede det.aflejrede be 5 lægningsmedium til en acceptabel ensartet finish. Pudematerialet 6 er hensigtsmæssigt blødt og indifferent over for belægningsmediet 7 og skal vælges således, at det udviser en acceptabel levetid trods 8 de betingelser, der forekommer under belægningen. F. eks. kan det 9 være nødvendigt, at puden skal arbejde i omgivelser med forholdsvis 10 høj temperatur og kan være udsat for en konstant afsi idende virkning 11 mod overfladen af det rørformede extrudat. Et eftergiveligt produkt, såsom et polyurethanskum, kan anvendes som kontaktpude. Fortrinsvis skal kontaktpuden dog være af et materiale, som ikke absorberer belægningsmediet og derfor bibeholder sin eftergivelighed og konsistens,

DK 153375 B

6 når det befugtes med belægningsmediet. Det skal heller ikke have en porøs struktur, således at belægningsmediet vil udtørre til dannelse af en hård skorpe inde i kontaktpudens porer. Ekspanderede elastomere, der har en lukket cellestruktur, overvinder denne vanskelighed.

5 En særligt egnet kontaktpude omfatter et neopren skum som understøtningslag, hvortil der med klæbemiddel er bundet et lag nylonstof til indgreb med det rørformede extrudat.

Kontaktpuden kan være fastgjort til spredeorganets kontaktoverflade 20 på enhver bekvem måde. F. eks. kan puden være bundet med klæbemiddel til kontaktoverfladen, men er fortrinsvis aftageligt fastgjort dertil, f. eks. med trykknapfastgørelse eller lignende anbragt på den radialt udadrettede overflade af kontaktorganet for at undgå afslidning af extrudatoverfladen.

15

Monteringsorganerne for hvert spredeorgan skal være således, at sidstnævnte er forskydelig i en generelt radialt indadgående retning mod extrudatets akse og kan trækkes tilbage derfra, når belægning af overfladen af extrudatet ikke kræves. Enhver egnet form for radial 20 forskydningsmekanisme, herunder et glideaggregat, kan anvendes, men et særligt enkelt og effektivt monteringsorgan omfatter et langsgående monteringsorgan, der er drejeligt fastgjort omkring et mellemrum til det (ringformede) støtteorgan, således at det kan foretage en drejelig bevægelse i et plan i hovedsagen normalt til længdeak-2 5 sen af det rørformede extrudat. En aksial fremstikkende finger eller tap på eller ved den ene ende af hvert langsgående monteringsorgan giver en bekvem understøtning, hvortil et spredeorgan kan fastgøres, fortrinsvis udskifteligt, for at lette udskiftningen deraf.

30

Som tidligere beskrevet fås der bedre "sporing" af spredeorganet og mindre løftning af dette fra extrudatets overflade, hvis spredeaggre-gatet har lav inerti. Fortrinsvis er monteringsorganet og tilhørende komponenter derfor fremstillet af et materiale, der udviser styrke og lav masse, såsom en aluminiumlegering.

Dirigering af hvert spredeorgan til operativ stilling til indgreb med extrudatoverfladen kan bevirkes på enhver bekvem måde. F. eks. kan 7

DK 153375B

det førnævnte drejelige monteringsorgan være forsynet med en passende masse ved eller i nærheden af den ende, der er fjernt fra den aksiale finger, som støtter spredeorganet. Ved rotering af hele spre-deorganet vil centrifugalkraften, der virker på massen, derved be-5 virke tilstrækkelig drejningsbevægelse af monteringsorganet til at forskyde spredeorganet til den operative stilling. Alternativt og fortrinsvis kan hvert monteringsorgan være eftergiveligt trykket mod den operative stilling af passende anbragte fjederorganer, trykning eller spænding efter behov, monteret på et rumligt faststående fun-10 dament, såsom det ringformede understøtningsorgan.

Hensigtsmæssigt indbefatter belægningsaggregatet organer til at tilbage trække hvert spredeorgan fra operativ stilling til en inoperativ stilling, hvori kontaktpuden ikke er i indgreb med extrudatoverfladen. 15 Uafhængig tilbagetrækning af individuelle spredeorganer kan udføres, hvis det Ønskes, men af bekvemmelighedsgrunde og for at lette driften foretrækkes det, at tilbagetrækning af alle spredeorganerne udføres samtidig. Et særligt egnet organ til at bevirke samtidig tilbagetrækning omfatter en iris diaphragma anbragt således i forhold til støtte-20 organet, at den samvirker med de respektive monteringsorganer og forskyder sidstnævnte mod den kraft, som udøves af de dirigerende organer og derved bringer spredeorganerne ud af den operative stilling .

25 Drivorganerne til at rotere belægningsaggregatet er hensigtsmæssigt af sædvanlig art og kan indbefatte et remtræk eller en tandhjulsmekanisme koblet til en egnet drivkilde, såsom en elektromotor.

Rotationshastigheden og belægningsaggregatet i et plan, der er 30 i hovedsagen normalt til længdeaksen, kan variere inden for et betydeligt interval, og den rigtige hastighed for acceptabel belægning bestemmes let ved simpelt forsøg. Bekvemt ligger forholdet mellem den perifere rotationshastighed af belægningsaggregatet og aksialhastigheden af det rørformede extru-35 dat i intervallet fra 2:1 til 20:1 og fortrinsvis fra 5:1 til 10:1. Et rørformet filmdannende extrudat, der bevæger sig i aksial retning med en hastighed af ca. 100 mm pr. sekund, belægges således bekvemt med et organ ifølge den foreliggende opfindelse, der roterer med en hastighed af størrelsesordenen

DK 153375 B

8

Aflejring af belægningsmediet på den ydre overflade af det rørformede extrudat bevirkes på enhver bekvem måde, f. eks. ved børstning, ved udtømning fra en manifold i passende stilling, ved pumpning i form af et luftfyldt skum eller ved sivning eller dryppetilførsel direkte 5 på kontaktpuderne på spredeaggregatet. for at undgå profilmangler, f. eks. i film afledt af det belagte extrudat, foretrækkes det dog, at belægningsmediet påføres ved en teknik, som undgår punktvis kontakt (såsom med faststående børster) af mediet på extrudatoverfladen og giver en god indledende spredning af mediet før kontakt med spredeorga-nerne. Belægningsmediet påføres derfor bekvemt fra et sprøjteaggregat, der ligger oven for spredeaggregatet set i bevægelsesretningen af det rørformede extrudat. Sprøjteaggregatet omfatter hensigtsmæssigt flere (f. eks. fire) sprøjtehoveder, der er regelmæssigt anbragt omkring periferien af det rørformede extrudat, hvilke hoveder fortrinsvis er I5 uafhængigt indstillelige i forhold til retningen og hastigheden af materialeafgivelsen.

I en udførelsesform ifølge opfindelsen haves der hensigtsmæssigt en udvindingsbeholder til opsamling af overskud af belægningsmedium, 20 hensigtsmæssigt i form af en ringformet beholder eller dryppebakke, der er anbragt neden for spredeaggregatet set i bevægelsesretningen. Recirkulering af opsamlet medium kan udføres, /hvis det ønskes.

Centraliseringsorganer til nøjagtig indstilling af belægningsaggre-25 gatet i forhold til det rørformede extrudats bane kan også haves, hensigtsmæssigt ved hjælp af flere gevindskårne indstillingsorganer, der er anbragt passende omkring periferien af aggregatet.

Selv.om i almindelighed belægninger i flydetiistand, f. eks. emulsio-30 ner, opslæmninger, pastaer, geler og skum, er egnede til påføring ved den foreliggende opfindelses teknik, foretrækkes det af bekvemmelighedsgrunde at anvende belægninger i form af en opløsning eller dispersion af belægningsmaterialet i flydende medium. En vandig opløsning eller dispersion af belægningsmaterialet er særlig bekvem 35 både ud fra hensynet til omkostningerne ved det flydende medium og ud fra hensynet til sikkerheden for at undgå de eksplosive farer og giftfarer, der haves ved anvendelse af flygtige organiske opløsningsmidler .

9

DK 153375 B

Den tværgående spredeteknik ifølge den foreliggende opfindelse sikrer, at det påførte belægningsmedium positivt spredes og udglattes af den polerende virkning skabt af den tangentiale viskende virkning af spre-deorganerne i forhold til overfladen af det i bevægelse værende ex-5 trudat. Dette understøtter dannelsen af en ensartet belægning og undgår oversvømmelse af belægningsmediet i områder af extrudatet, som udviser overfladefordybninger og uregelmæssigheder.

For at forbedre spredeligheden af belægningsmediet og sikre, at det 10 forbliver ensartet fordelt i et kontinuerligt lag efter udspredning på extrudatoverfladen, kan egenskaber såsom viskositeten og overfladespændingen af belægningsmediet indstilles til en egnet værdi, f. eks. ved inkludering i belægningsmediet af et sædvanligt viskositetsmodificeringsmiddel, såsom en vandopløselig polymer og/eller et pas-15 sende overfladeaktivt middel. Den passende balance mellem disse egenskaber afhænger blandt andet af temperaturen af belægningens omgivelser og den hastighed, hvormed den påførte belægning får lov at tørre, og konstateres let ved simpelt forsøg. Et forholdsvis viskost belægningsmedium, f. eks. et medium, der har en viskositet (målt med et 20 Brookfield-viskometer, spindel nr. 6) af størrelsesordenen 22.500 centipoise (10 omdrejninger pr. minut) eller 5.350 centipoise (100 omdrejninger pr. minut) kan således anvendes.

Teknikken ifølge den foreliggende opfindelse kan anvendes til påføring af belægninger af forskellig art, men har vist sig særlig nyt-2 5 tig til fremstilling af termoplastiske polymere film, der har en elektrisk kontinuerlig antistatisk belægning på overfladen. Et belægningsmedium omfattende en vandig opløsning af en kvaternær ammoniumforbindelse, såsom cholinchlorid, kan f. eks. anvendes som antistatisk middel. Et aminsulfat fremstillet af "Ethomeen" T12 (leveret 30 af Armour Hess Chemicals Limited) har også vist sig værdifuld som et uafhængigt antistatisk middel og udviser desuden overfladeaktive egenskaber. En kombination af cholinchlorid og "Ethomeen" T12 sulfat i vandig opløsning har derfor vist sig at være et særligt effektivt antistatisk belægningsmedium til brug ifølge opfindelsen. Andre an-35 tistatiske midler alene eller i kombination kan anvendes, hvis det ønskes.

DK 153375 B

10 Mængden af aminsulfat, der er til stede som eneste antistatisk middel i opløsningen eller dispersionen, der påføres på det rørformede extru-dat, afhænger blandt andet af omfanget af de antistatiske egenskaber, der kræves i det behandlede produkt, og kan let bestemmes ved simpelt 5 forsøg. Forholdsvis høje koncentrationer af aminsulfat er egnede, forudsat at viskositeten af opløsningen eller dispersionen ikke forøges til et niveau, som skadeligt påvirker bevægeligheden og spredelighe-den deraf, og er fordelagtige ved, at mængden af flygtig bærer, som skadeligt kan påvirke overfladen af extrudatet under inddampningen jq derfra, holdes på et minimum. I praksis anvendes aminsulfatet bekvemt i en koncentration op til ca. 60 vægt% af opløsningen eller dispersionen, og benyttes hensigtsmæssigt i koncentrationer i intervallet fra 5 til 55%, fortrinsvis fra 10 til 50 vægt% af opløsningen eller dispersionen. Hvis den antistatiske indflydelse af aminsulfatet imid-25 lertid suppleres ved tilstedeværelse af et yderligere additiv, såsom cholinchlorid, kan koncentrationen af aminsulfatet reduceres til en forholdsvis lav værdi, f. eks. af størrelsesordenen 0,1 til 2,5%, idet den samlede koncentration af aminsulfatet og det yderligere additiv ligger inden for det førnævnte interval op til 60 vægt% af op-2Q løsningen eller dispersionen. Hensigtsmæssigt vælges koncentrationen af aminsulfatet alene eller sammen med et supplerende additiv, således at det giver et produkt, såsom en polyolefinfilm dannet af det belagte extrudat, som udviser en overflademodstandsfylde målt ved 50% relativ fugtighed, der ikke overstiger 10 gigohm og fortrinsvis 25 mindre end 5,0 gigohm.

I praksis er det blevet iagttaget, at tilstrækkelig overfladeaktiv opførsel opnås ved anvendelse af en forholdsvis ringe mængde af et langkædet aminsulfat. Sådanne salte er mindre effektive vægtdel for vægtdel som antistatiske midler end kortkædede kvaternære ammonium= 30 forbindelser, såsom cholinchlorid, og det foretrækkes derfor at anvende en opløsning eller dispersion omfattende en større mængde af den kvaternære ammoniumforbindelse og en mindre mængde af aminsulfa= tet. Hensigtsmæssigt er vægforholdet mellem kvaternær ammoniumforbindelse og aminsulfat i opløsningen eller dispersionen, som påføres på 35 det rørformede extrudat, fra 2:1 til 50:1, fortrinsvis mellem 3:1 og 30:1. Som beskrevet i det foregående er den kombinerede koncentration af kvaternær ammoniumforbindelse og aminsulfat hensigtsmæssig således, f. eks. op til ca. 60 vægt% af den påførte opløsning eller dispersion, 11

DK 153375B

at viskositeten af opløsningen eller dispersionen ikke forøges ud over et niveau, ved hvilket der kan opnås en ensartet fordeling af additiverne på substratet.

5 Et andet effektivt antistatisk middel omfatter en kvaternær ammonium= forbindelse, såsom cholinchlorid, en organisk polyol, såsom glycerin og eventuelt et aminsalt af den førnævnte art. Midlet omfatter hensigtsmæssigt fra 10 til 90 vægt% af den kvaternære ammoniumforbindelse, fra 90 til 10 vægt% af den organiske polyol og fra 0 til 50 vægt% j0 af aminsaltet og kan anvendes i en koncentration fra 1 til 50 vægt% af den vandige opløsning.

Den anvendte mængde belægningsmedium vil blandt andet afhænge af den anvendelse,som tilsigtes for den belagte film, og af de nødvendige e-genskaber af den belagte overflade, såsom friktionskoefficient og/ eller elektrisk ledningsevne, men hvor det drejer sig om en orienteret polyolefinfilm, påføres belægningsmediet hensigtsmæssigt i en mængde, der vil give en gennemsnitlig tør belægningstykkelse i intervallet fra 0,0005 til 0,03 μιη, fortrinsvis fra 0,001 til 0,002 ym.

20

For at opnå tilstrækkelig spredning af det påførte belægningsmedium skal der være en relativ tværgående bevægelse mellem spredeorganerne og det i aksial bevægelse værende rørformede extrudat. I praksis opnås dette bekvemt ved at sikre, at det rørformede extrudat ikke er 25 roterbart omkring sin længdeakse i spredeorganernes bevægelsesretning i noget betydeligt omfang under spredningen.

Efter påføring og spredning kan det påførte belægningsmedium formes til et kontinuerligt tørt vedhængende belægningslag på det rørformede extrudat ved sædvanlige fremgangsmåder, f. eks. ved at lade be-30 lægningen tørre ved omgivelsernes temperatur eller ved at føre det belagte extrudat gennem en tørreovn for at afdampe opløsningsmidlet eller det dispergerende medium.

Den foreliggende opfindelse er særligt egnet til fremstilling af selv-35 bærende belagte film dannet af et termoplastisk filmdannende polymert materiale.

12

DK 153375B

Ved "selvbærende" film menes en film, som kan eksistere uafhængigt i fravær af et understøttende substrat, og en polyolefinindpakningsfilm er et typisk eksempel herpå. Egnede termoplastiske filmformende po= lymere materialer indbefatter polycarbonater, polysulfoner, polyami= 5 der, såsom polyhexamethylenadipamid eller polycaprolactan, polyestere, såsom polyethylenterephthalat og polyethylen-l,2-diphenoxyethan-4,4 dicarboxylat, vinylpolymere og copolymere og polymere og copolymere af 1-olefiner, såsom ethylen, propylen, buten-1, 4-methylpenten-l. Et foretrukket materiale er en højmolekulær stereoregulær overvejende 10 krystallinsk polymer af propylen, enten i form af en homopolymer eller copolymeriseret med mindre mængder (f. eks. op til 15 vægt% af den copolymere) af andre umættede monomere, såsom ethylen.

En orienteret rørformet film fremstilles hensigtsmæssigt ved smelte-15 extrusion af det ønskede polymere materiale i rørform fra et simpelt ringformet mundstykke, afkøle det extruderede rør, genopvarme og oppuste røret ved den såkaldte boblemetode for at indføre tværgående orientering og samtidig forlænge røret på langs for at orientere filmen i længderetningen. Filmen bliver derefter fortrinsvis "varme-20 hærdet" dvs. at dimensionsstabiliteten af filmen forbedres ved opvarmning af filmen, medens den er forhindret i varmekrympning, til en temperatur over glasovergangstemperaturen af den polymere, hvoraf filmen er dannet, men under dens smeltepunkt. 1

En lignende teknik, der anvender et ringformet coextrusionsmundstykke med flere kanaler, er egnet til fremstilling af flerlagsfilm, såsom et polypropylensubstrat, som på i det mindste én overflade har et lag af en copolymer af propylen (80 til 95 vægt%) med en anden a- 30 olefin indeholdende fra 4-10 carbonatomer, såsom buten-1.

Ved fremstilling af en belagt film ifølge opfindelsen aflejres belægningsmediet bekvemt og udspredes på overfladen af det støbte u-orienterede rørformede extrudat umiddelbart før genopvarmningen og 35 orienteringen i filmdannelsesprocessen. Tørring af belægningen, f. eks. ved afdampning af det flygtige opløsningsmiddel eller disper-geringsmiddel, bevirkes derfor under genopvarmningen, og det tørrede belægningslag bliver fast bundet til filmoverfladen under orienteringen.

DK 153375 B

13

Belagte film fremstillet ifølge opfindelsen kan indeholde ethvert af de additiver, der sædvanligvis anvendes til fremstilling af termo-plastiske film, og kan underkastes sædvanlige efterbehandlinger, f. eks. udsættelse for en koronaudladningsbehandling for at forbedre 5 filmoverfladens bindingsegenskaber og egenskaber til at modtage påtrykning .

Film fremstillet ifølge opfindelsen kan variere i tykkelse afhængende af den tilsigtede anvendelse, men i regelen har det vist sig, at 10 film med en tykkelse fra 2 til 150 pm har almindelig anvendelighed. Film beregnet til brug ved indpakningsoperationer er hensigtsmæssigt i tykkelsesintervallet fra 10 til 50 jjm.

Opfindelsen illustreres under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 er et skematisk billede af et roterende spredeaggregat med seks langs omkredsen med mellemrum anbragte spredeorganer set forfra, fig. 2 er et forenklet skematisk billede set fra siden af spredeaggre-20 gatet indbefattende kun ét af de seks spredeorganer og tilhørende monteringer, fig. 3 er et perspektivisk billede af et spredeorgan, 25 fig. 4 er et perspektivisk billede af et modificeret spredeorgan, fig. 5 er et snit efter linien V-V på fig. 1 med tilføjelse af en kontaktpude, og 30 fig. 6 er et skematisk billede set fra siden, der viser påføring af et belægningsmedium på et afkølet rørformet extrudat under fremstillingen af en orienteret polymer film.

Fig. 1 og 2 viser et rørformet extrudat 10, der bevæger sig i den 35 langsgående aksiale retning, repræsenteret ved pilen A, og som passerer gennem et tværgående spredeaggregat, der generelt er betegnet 11, og som bæres på en stiv ramme af bjælker 12.

14

DK 153375B

Spredeaggregatet indbefatter et ringformet støtteorgan eller en plade 13, som begrænser en cirkulær åbning 14 med en diameter, som er større end diameteren af det rørformede extrudat.

5 Med mellemrum langs omkredsen af støtteorganet 13 findes seks langsgående monteringsorganer eller arme 15, der hver især omfatter en central knap 16 til optagelse af en tap 17, der rager opad fra støtteorganet og derved tillader en drejningsbevægelse af hver arm i et plan i hovedsagen normalt til aksen A.

10

En aksial fremspringende finger eller tap 18 på den radialt inderste ende af hver arm bærer et i det væsentlige rektangulært og svagt krummet spredeorgan 19 af fjederstål, hvis inderste overflade eller kontaktoverflade er dækket med en eftergivelig kontaktpude 20.

15

Dirigeringsorganer i form af spændte spiralfjedre 21 fastgjort til den ringformede støtteplade 13 og forbundet med det yderste led af de respektive monteringsarme tvinger disse ved en drejningsbevægelse imod et indstilleligt stopaggregat 21A ind i den operative stilling, der 20 er vist på fig. 1 og 2, hvori de respektive kontaktpuder er i indgreb med den ydre overflade af det rørformede extrudat 10. Hver spiralfjeder trækker derfor en monteringsarm til indgreb i stationær stilling med det tilhørende stopaggregat og påvirker ikke direkte det tryk, der udøves af kontaktpuden på extrudatets overflade, idet den grad, 25 hvori hver kontaktpude er i indgreb med extrudatoverfladen, finreguleres ved indstilling af det pågældende stopaggregat.

Anbragt på en aksial fremspringende tap 22 på den yderste ende af hver monteringsarm findes en rulle 23, og hver af de respektive rul-30 ler samvirker med periferien af åbningen 24 i et iris pladediaphrama 25. Samtidig tilbagetrækning af de seks kontaktpuder til en uvirksom stilling (der ikke er vist) bevirkes let ved at reducere åbningen af diaphramaet, hvis plader er i indgreb med rullerne 23 og bevirker, 3g at hver monteringsarm drejer sig mod den dirigerende kraft, som udøves af fjedrene 21.

Idet der især henvises til fig. 2, er den ringformede støtteplade 13 15

DK 153375 B

monteret på et cylindrisk indre lejehus 26, som er frit drejeligt på et rullelejeaggregat 27 i forhold til et dermed samvirkende lejebærende hus 28, hvilket sidstnævnte er stift fastgjort til rammen 12.

5 Rotation i urviserens retning (pilen B på fig. 1) af støttepladen 13 og den tilhørende spredemekanisme i et plan i hovedsagen normalt til aksen A bevirkes af en drivmekanisme omfattende et ringformet tandhjul 29 fastgjort til pladen 13, der samvirker med et tandhjulsdrev 30 på en aksel 31, hvilken sidstnævnte gennem en sædvanlig gearkas-se 32 og kobling 33 er forbundet med en elektromotor 34. Af sikkerhedsgrunde er støttepladedrivaggregatet hensigtsmæssigt sammenknyttet med drivaggregatet for iris diaphramaet. Sidstnævnte drivsystem er fortrinsvis indrettet til at reagere på ændringer i trykket af oppustningsgassen inde i extrudatet, således at hvis filmboblen bris-ter, virker diaphramaet straks på den måde, at det tilbagetrækker spredeorganerne, som ellers, medens de fortsætter med at rotere, ville være tilbøjelige til at sno det sprængte extrudat i berørning med opvarmningsstationen 64, 65 (fig. 6) og derved skabe en brandfare i anlægget.

?o

Ved driften bliver et flydende belægningsmedium overført fra et reservoir 35 med en pumpe 36 gennem et strømningsmåleraggregat og derfra til fire sprøjtehoveder 38 (kun to er vist) anbragt symmetrisk omkring det rørformede extrudats bane et kort stykke (f.eks. nogle få cm) ovenfor det roterende sprede- 25 aggregat set i bevægelsesretningen. Belægningsmedium udtømt fra hovederne 38 på det rørformede extrudat bliver derefter udspredt og sammensmeltet til en ensartet sammenhængende belægning på den rørformede overflade af virkningen af kontaktpuderne 20 på det roterende spredeaggregat.

30

Eventuelt overskydende belægningsmedium, der kan kastes ud af centri-fugalvirkning, afledes af en cylindrisk stænkskærm 39 til en ringformet dryppebakke 39A, hvorfra det om ønsket kan recirkuleres til reservoiret 35.

35

DK 153375B

16

Spredeorganet, der er vist i enkeltheder på fig. 3, omfatter en fjederstålplade 19 af stort set rektangulær form med kanter 40, 41, der set langs omkredsen har en indbyrdes afstand og kanter 42, 43, der set aksialt har en indbyrdes afstand, og forkanten 40 er udformet således, 5 at den passer omkring en fremspringende tap 18 (på monteringsarmen 15, der ikke er vist), hvortil pladen er aftageligt fastgjort ved hjælp af skruer 44. Kontaktoverfladen 45 af pladen har en svag konkav krumning for at passe til det rørformede extrudat, som den skal virke på under drift af aggregatet.

10

Spredeorganet på fig. 4 svarer til det på fig. 3, bortset fra at der er dannet et indhak 46, 47 i hver af kanterne 42, 43 i nærheden af forkanten 40 for at forbedre den aksiale bøjelighed af organet omkring halsen 48, som vist med pilen C.

15

Som vist på fig. 5 er en kontaktpude 49 omfattende en i det væsentlige rektangulær plade af et blødt eftergiveligt materiale, såsom et neopren-gummiskum med et overfladelag af nylonstof til indgreb med overfladen af det rørformede extrudat, foldet omkring fjederstålpladen 19 og af-20 tageligt fastgjort på den radialt udadrettede overflade deraf ved hjælp af en trykknap 50 (eller et andet egnet fastgørelsesorgan).

Fig. 6 viser et filmdannende apparat, der anvender en smurt dorn af den art, der er særlig egnet til fremstilling af polyolefinfilm, og 25 et rør af termoplastisk materiale 51, der extruderes fra et ringformet extrusionsmundstykke 52. Røret trækkes fra extrusionsmundstykket af et par modsat roterende klemvalser 53, som har en bredde mindre end det sammenklappede rør. Valserne 53 trækker røret med en større hastighed end den, hvormed det extruderes, og trækker således røret ned mod 30 en køledorn 54 anbragt inde i røret og fører det afkølede rør frem til yderligere behandling. Der tilføres vand mellem røret og dornen ved at opretholde et lille vandniveau i rummet 55 ved toppen af dornen. Vand føres derfor ned mellem dornen 54 og røret 51 ind i rummet 56 dannet mellem bunden af dornen og et eftergiveligt lukkeorgan 54.

35 Vand fjernes fra dette rum gennem et ikke vist rør, som går igennem midten af dornen.

Under lukkeorganet 57 er anbragt en cirkulær svamp 58, som er i berøring med indersiden af røret 51 for at fjerne eventuelt fugtighed, 40 som passerer lukkeorganet. Denne fugtighed fjernes fra svampen 58 ved 17

DK 1S3375B

at påføre vakuum gennem et ikke vist sugerør.

I praksis er et mellemliggende lukkeorgan i regelen anbragt mellem lukkeorganet 57 og svampen 58 sammen midler til at sætte røret under tryk i dette område og for at regulere det omfang, hvori vand fra 5 rummet 56 trænger imellem dornen og røret, men disse enkeltheder er udeladt af overskuelighedsgrunde.

Foruden at blive afkølet indvendigt afkøles røret 51 udvendigt ved passage gennem et vandbad 59, som omgiver røret. Vand indføres kon-10 tinuerligt i vandbadet gennem et rør 60 og strømmer ud gennem et rør 61. Efter passage gennem vandbadet går røret gennem et kammer 62, hvor der påføres vakuum gennem et rør 63 for at fjerne fugtighed fra rørets yderside.

15 Det afkølede rør går så gennem et par klemvalser 53, som regulerer den hastighed, hvormed røret bevæger sig, og gennem en station af infrarøde opvarmningsorganer 64 og 65, som hæver rørets temperatur til den, der er nødvendig til strækning. Røret strækkes så i retning på tværs af extrusionsretningen af luft under tryk, der indføres gen-20 nem et rør 66 til oppustning af røret og strækkes samtidig i længderetningen af et par klemvalser 67, der sammenklapper det oppustede rør og danner en lufttæt lukning på tværs, og disse valser trækker også det sammenklappede rør med en større hastighed end den, hvormed det extruderede rør trækkes fra extrusionsmundstykket af klem-25 valserne 53.

Belægning af det extruderede rør bevirkes af et belægningsaggregat af den art, der er vist på fig. 1 og 2, og som er anbragt mellem klemvalserne 53 og de infrarøde opvarmningsorganer 64. En sky af belæg-30 ningsmedium 68, der udtømmes på røroverfladen fra fire langs omkredsen med mellemrum anbragte sprøjtehoveder 69 (kun to er vist), og spredes omkring rørets overflade af et roterende sprede- -aggregat, der generelt er betegnet 70.

35 Den påførte belægning tørres så ved passage af det belagte rør mellem de infrarøde opvarmningsorganer 64 og 65.

Opfindelsen illustreres nærmere af følgende eksempler.

Eksempel 1.

18

DK 153375B

Under anvendelse af et rørformet filmdannende apparat af den type, der er vist på fig. 6, blev et sammensat trelagsrør med en polypro= pylenkerne og et lag copolymer af propylen og buten-1 på hver over-5 flade extruderet nedad med en hastighed af 280 kg pr. time, idet røret bevæger sig med en hastighed af 11,84 meter pr. minut, og blev afkølet ved hjælp af en indre køledorn 54 og et ydre vandbad 59. Det fremkomne støbte rør med en diameter på ca. 152 mm og en vægtykkelse på ca. 0,94 mm blev fremført af klemvalser 53 gennem infrarøde opvarm-10 ningsorgahér 64, 65 og oppustet til dannelse af en boble, idet perifer ihastigheden af trækvalserne 67 blev reguleret således, at de gav en biaksialt orienteret rørformet film, der udviste et traskforhold på ca. 7:1 i hver af retningerne på langs og tværs, og som havde en tykkelse på ca. 20 yin. Den rørformede film blev så opspaltet til dannel-15 se af en flad film, der blev varmehærdet på et system af varmevalser med matteret overflade af den art, der er beskrevet i britisk patent nr. 1.124.886.

Et spredeaggregat svarende til det, der er vist på fig. 1 og 2, med 20 seks eftergivelige spredeorganer, hver med en overflade af en kontaktpude (6 mm tyk) af et ekspanderet neopren støttelag med et kontaktlag af nylonklæde til indgreb med rørets overflade, var anbragt mellem klemvalserne 53 og det infrarøde opvarmningssystem 64, 65 på fig. 6.

25

En vandig opløsning omfattende 3,0 vægt% cholinchlorid, 0,2 vægt% "Ethomeen" T12 sulfat [fremstillet ved reaktion af en vandig opløsning af "Ethomeen" T12 (Armour Hess Chemicals Limited) med koncentreret svovlsyre] og 96,8 vægt% vand blev sprøjtet på det støbte rør 30 ovenfor aggregatet fra fire symmetrisk anbragte sprøjtehoveder 38 i en totalmængde på 9 ml pr. minut og spredt omkring rørets overflade ved hjælp af spredeaggregatet, der blev roteret med en hastighed af 90 omdrejninger pr. minut.

35 Efter orientering, opspaltning og varmehærdning blev der af det belagte rør fremstillet to film, hver med en bredde på ca. 1670 mm. Overfladeledningsevnen af hver film blev målt umiddelbart efter fremstillingen på tolv steder ensartet fordelt tværs over den belagte o-verflade af filmen ved hjælp af et simpelt apparat omfattende en 40 jævnstrømskraftkilde på 70 volt i serie med et elektronisk mikroam-

DK 153375 B

19 pereperemeter og med et elektrodeaggregat omfattende et par knivkant-elektroder, hver med en længde på 100 mm og anbragt med mellemrum parallelt i en afstand af 0,25 mm. For at måle overfladeledningsevnen af filmen, blev elektrodeaggregatet anbragt på filmen i den ønskede 5 stilling og skabte derved et elektrisk kredsløb gennem apparatet.

De af mikroamperemeteret noterede ledningsevner gav en indikation af effektiviteten af den påførte belægning i det undersøgte område.

-12

Overfladeledningsevnerne (i enheder på 10 mhos pr. arealenhed) 10 målt ved 44% relativ fugtighed i hver af de tolv stillinger på hver filmprøve er vist i følgende tabel.

Tabel.

Stilling Overfladeledningsevne

Prøve Å Prøve B

15 1 200 100 2 180 120 3 380 180 4 300 300 5 240 160 20 6 200 140 7 100 180 8 160 160 9 240 100 10 300 70 25 11 240 80 12 200 70 gennemsnit 228 138

Disse resultater viser ensartetheden og reproducerbarheden af belæg-30 ningen på filmen, som havde et perfekt optisk udseende og udviste ønskelige forseglingsegenskaber.

Prøver af en biaksialt orienteret polypropylenfilm med en belægning af copolymer af vinylidenchlorid og acrylnitril fremstillet på et 35 lignende aggregat men ikke belagt med en vandig opløsning af cholin= chlorid/"Ethomeen" T12 sulfat udviste overfladeledningsevner målt ved den fornævnte metode af størrelsesordenen 20 picomhos/arealenhed.

40 20

DK 153375B

Eksempel 2.

Fremgangsmåden i eksempel 1 blev gentaget med undtagelse af, at den antistatiske belægningsopløsning desuden indeholdt glycerin, idet belægningsopløsningen omfattede 3,2 vægt% cholinchlorid, 4,2 vægt% gly= 5 cerin, 0,2 vægt% "Ethomeen" T12 sulfat og 92,4 vægt% vand.

Som i eksempel 1 blev der fremstillet to film af det belagte rør. Den -12 gennemsnitlige overfladeledningsevne (i enheder på 10 mhos pr. arealenhed) målt ved 37% relativ fugtighed ved 24,5°C i hver af de tolv 10 stillinger ensartet fordelt over den belagte overflade af hver film straks efter fremstillingen er noteret i følgende tabel.

Tabel.

Overfladeledningsevne

15 Stilling Prøve A Prøve B

1 300 150 2 300 200 3 350 250 4 400 300 20 5 350 300 6 300 250 7 250 300 8 250 200 9 200 250 25 10 200 200 11 180 250 12 170 160 gennemsnit 271 259 30 Disse resultater viser igen ensartetheden og reproducerbarheden af belægningen på filmen, som havde et perfekt optisk udseende og udviste ønskelige varmeforseglingsegenskaber.

35 40

Claims (9)

1. Apparat til fremstilling af en belagt film, hvor et afkø-5 let termoplastisk polymert rørformet extrudat bevæges aksialt fremad gennem genopvarmnings- og oppustningsorganer til dannelse af en orienteret belagt rørformet film, kendetegnet ved et belægningshoved anbragt før genopvarmningsorga-nerne og omfattende et roterbart aggregat indbefattende et 10 støtteorgan (13), som danner en åbning (14), hvorigennem det rørformede extrudat kan fremføres i aksial retning, et antal aksialt forløbende spredeorganer (19) anbragt med mellemrum omkring åbningen, monteringsorganer (15) for hvert af spre-deorganerne, hvilke monter ingsorganer er operativt forbundne 15 med støtteorganet og forskydelige i forhold dertil, og organer (21) til at dirigere hvert af spredeorganerne indad fra støtteorganet til indgreb med den ydre overflade af det rørformede extrudat, samt drivmidler (29, 30) til at rotere aggregatet i et plan i hovedsagen normalt til den aksiale retning. 20

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved et stopaggregat {21A), der kan gå i indgreb med monteringsorganet (15) til regulering af det tryk, der udøves af hvert sprede-organ (19) på det rørformede extrudat.

3. Apparat ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved en irisdiaphrama (25) til samtidig at bringe spredeorganerne (19) ud af indgreb med overfladen af det rørformede extrudat.

4. Apparat ifølge et af de foregående krav, kendeteg-30 net ved at kun forkanten (10) af hvert spredeorgan (19) i aggregatets rotåtionsretning er 'Understøttet.

5. Apparat ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved en eftergivelig kontaktpude (20, 49) på overfladen af hvert spredeorgan.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af en belagt film ved at aflejre et belægningsmedium på overfladen af et i aksial bevægelse værende afkølet termoplastisk polymert rørformet ex- DK 153375 B trudat og genopvarme og oppuste det belagte extrudat til dannelse af en orienteret belagt rørformet film, kendetegnet ved, at det aflejrede belægningsmedium udsmøres og udspredes på overfladen af extrudatet ved kontakt i rækkefølge 5 med hvert af flere spredeorganer, der er eftergiveligt dirigeret til indgreb med overfladen, og som roterer omkring ex-trudatets periferi i et plan i hovedsagen normalt til længdeaksen af det rørformede extrudat.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at forholdet mellem den perifere rotationshastighed af sprede-organerne og den aksiale hastighed af det rørformede extrudat er fra 2:1 til 20:1.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 6 og 7, kendetegnet 15 ved, at belægningsmediet er en vandig opløsning af et antistatisk middel omfattende en kvaternær ammoniumforbindelse, såsom cholinchlorid.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 6-8, kendetegnet ved, 20 at det rørformede extrudat omfatter mindst ét lag af en høj- molekulær stereoregulær overvejende krystallinsk polymer af propylen. 25 1 35