NO803887L - Fremgangsmaate ved fremstilling av nettverkspakker - Google Patents

Description

.Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved frem-jstilling av nettverkspakker fra nettformige baner erholdt" j i ved strekking, fibrillering og utspredning av en film avj! et' •■' ! or' ganisk polymert materiale. I'

'Slike nettverkspakker kan anvendes som forsterkning for sprø, !materialer, så som sprøe plaster, som forsterkning for vann-. ;herdende materialer så som sement og gips, som isolasjons-materialer, som teppeunderlag, som fyllmaterialer i konfek-;. s*jonsindustr£en, samt som forsterkende materialer ved veg- j bygning og ved bygning av moloer, diker og lignende. j ! ;i I;nederlandsk patent nr (søknad nr. 7714571) i be-: skrives en fremgangsmåte for anvendelse av nettverk som for-, ;•sterkning i vannherdende materiale. Det erholdte produkt i;: i ,viste betydelige forskjeller i styrkeegenskaper i forskjelll-ige retninger. For å eliminere denne ulempe er det bl.a.! foreslått å anvende flere nettverk anordnet i vinkel i forhold til hverandre og anvende flere nettverk som er strukket,ifibrillert og utvidet ved forskjellige vinkler. Ytterligere, er det foreslått at i stedet for å anvende flere nettverk samtidig så anvendes et nettverk foldet i siksak.. Dette forslag er antatt å kreve komplisert utstyr og gir et pro-!dukt med dårligere styrkeegenskaper. De dårlige styrkeegenskaper for produkter erholdt tilskrives at siksak-folding- ;en i nettverkets transportretning:'idet det kontinuerlig innmatede nettverk foldes over seg selv i transportretningen som følge av en resiprositerende bevegelse. Antallet lag ;blir forøket men disse utviser betydelige diskontinuiteter<:>slik at fibrene i nettverket ikke i tilstrekkelig grad kan .overføre belastninger fordi de ikke forløper kontinuerlig. ;(Fiberpakker kan fremstilles ved å utgå fra diskontinuerlige, oppkuttede fibere eller filamenter, hvilke baner gjøres sam-': menhengende ved karding eller nåling. Imidlertid utviser ; slike baner lav strekkstyrke og fremstillingsomkostningene ;er høye. ;jEn annen mulighet er å utgå fra baner av spunnede eller e; ks-i.;i ;I ;truderte termoplastiske filamenter eller „f ibriller. Men; • '.også slike baner utviser lav strekkstyrke som følge av dén j i lave strekkstyrke og at filamentene eller fibrillene kun i liten grad er strukkede, samt også av den lave fiber-til-fiberr bindingen. Hvis disse fiberpakker anvendes som en matrise i materialer så som sement, plast, harpiks eller hvis de bindes j sammen ved hjelp av klebemidler eller sveises vil strekk- ! styrken for det erholdte produkt være utilfredsstillendet ;Det synes å være meget vanskelig å oppnå en fullstendig homo-gen tilfeldig fordeling. For å oppnå tilstrekkelig styrke i, alle retninger må derfor større tykkelseslag anvendes. Uan-sett vil imidlertid den uregulære styrkefordeling forbli;i de ' f ibrøse.^filmer og i pakker fremstilt derfra. • •- ■ j ;Det"er en hensikt med foreliggende fremgangsmåte å fremstill-e<;>nettverkspakker fra nettverk erholdt ved-strekking, fibrillering og utvidelse av en film av et organisk polymert mat- , ;eriale og hvor fremgangsmåten ikke er belemret med de oven-' for nevnte ulemper og med hvilken det oppnås en jevn fordel-; ;ing av fibere over et gitt overflateareale, slik at mindre !. materialer er nødvendig............. | ;I! henhold til oppfinnelsen oppnås det ved at: ] ■ \ ' a)"en eller flere på hverandre liggende nettformige baner kontinuerlig tilføres og legges på en bærer, i ;b) 'banene siksak-formes på bæreren,;c) r det foldede nettverk transporteres i en retning i det: "" vesentlige normal på retningen i hvilken de nettformige ;baner ble tilført, ..: /.!. ;d) ytterligere påføres på en eller begge sider av det erholdte foldede nettverk, nettformige baner, hvilke baner ;er<:>strukket i lengderetningen og i transportretningen, ('.fibrillert og utvidet og- som tilføres i transportretning-,; en for det foldede nettverk og forenes med dette, og 1 ;e) den erholdte kombinasjon av nettformige baner føres bort, idet'tilførselshastigheten for de nettformige baner som skal ;foldes og utførselshastigheten av de foldede, nettformige i ;<;>baner velges slik at vinkelen mellom to på hverandre følgende ;foldede<:>sider i de nettformige baner ligger i.området 1° - 50°. Denne vinkel kalles overlappsvinkelen. i li henhold til fore■ ligg■ ende oppfinnelse ■ kan ..m. eget j• eyn?styjrke! i,lengderetningen av de foldede baner omdannes, som følge av-den spesielle foldemåte, til styrke i en hvilken som helst retning•eller til jevn styrke i alle retninger... j i ;Nettverk fremstilt fra strukkede fibrillerte filmer kan u' t- - vise .meget høy . strekkstyrke i strekkretningen. Når nettr. verkpakker fremstilt fra nettverkene fremstilt, i henhold! ■til:i ;i foreliggende oppfinnelse anvendes i sement, plast eller harpiks eller når nettverkene bindes sammen ved hjelp av klebe-, middel eller ved sveising er den resulterende bruddstyrke ;høy som følge av den høye strekkstyrke av de sammenhengende j filamenter og/eller fibriller. Styrken, i., tverretningen .er imidlertid lav. Den enkle tverrfolding gir,nettverkspakker med mange uregelmessigheter, hvilket gjør fremstillingen: vanskelig.•> Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således , en fremgangsmåte med hvilken oppnås høy bruddstyrke.homogent, over det todimensjonale plan hvis ønsket i et. matrisemateri-^ ale. j ;ii Et nettverk av fibrillert plastfilm fremstilles fortrinns-i vis ved ekstrudering av plasten til å gi en film med en ! ;i tykkelse i området 10 - 1000. pm,, særlig 50 - 500 um hvorr ■ i etter filmen kan kuttes i strimler som eksempelvis strekkes 10 ganger den opprinnelige lengde hvilket fører til en film-tykkelse fortrinnsvis i området 5 - 150.um,.hvilket bringer: materialet i en tilstand nær fibrillering og deretter fører den over en pinnevalse, børste eller kam eller utsetter den f or; sk jærkref ter ved hjelp av valser eller luftstrømmer.,. ;Fibrilleringen kan også oppnås ved tvinning., Deretter ut-spredes den strukkede og fibrillerte film til å gi et nettverk. En kontinuerlig bane av et slikt nettverk kan opp-rulles i en rull eller innmates direkte fra ekstruderen, i hvilket tilfelle den ekstruderte film strekkes, og fibriller-Jes under dens passasje -f-ra ekstrudermunnstykket og stedet j ; ■ ' i I hvor nettverket skal foldes............... i Betegnelsen "kontinuerlig" er også ment å omfatte anvendelse!I av visse lengder av en slik nettformet bane som eksempelvis innmates fra en rull, hvilken banelengde i alle tilfeller'er mange ganger større enn størrelsen av det endelige dannede produkt. Den nettformede bane anvendt i henhold til!oppfinnelsen ' består således av kontinuerlige fibere.-: Det-ée! betyr at elementene som nettverket er bygget opp av, så som fibere og fibriller, i det vesentlige strekker seg gjennom hele nettverkspakken. i i ;Med "spredning av den strukkede og fibrillerte film" er ment: en forstørring av dimensjonen i en retning som i det vesentlige er normal på strekkretningen. Fortrinnsvis vil denne I forstørring i tverretningen være med en faktor på minst 4, eksempelvis 6 eller 12. Hvis en rørformet film anvendes, kan denne utspredning utføres, slik som beskrevet-'i den ikkerforpubliserte britiske patentsøknad nr. 41478, datert 21. oktober-;.1978. En annen fremgangsmåte som også kan anvendes for en flat film og til et antall på hverandre liggende filmer består i en sideveis utstrekning ved hjelp av klemme-; valser slik som beskrevet i den ikke-forpubliserte hollands-ke patentsøknad nr. 7905782. ;Ved utspredningsprosessen vil lengde- eller tverrdimensjonen forstørres. Den fibrillerte film vil således omdannes til et nettverk med masker dannet av sammenhengende fibriller eller filamenter. Fortrinnsvis blir de nettformede baner dimensjonsstabilisert etter utspredning, eksempelvis ved '■ opp-varmning og/eller påsprøytning med et harpikslignende materiale. En slik påsprøytning gir en ytterligere fordel ved at den forhindrer at de på hverandre liggende nettformede baner forhindres fra forskyvning i forhold til hverandre under behandling i installasjonen for fremstilling av for-sterkede produkter. ;Bæreren på hvilken de nettformede baner legges og på hvilken de også foldes kan være et drevet transportbelte, men kan eksempelvis være et- bord* med valser for kontinuerlig avgiv-else av den dannede foldede nettverkspakke.

Tilførselshastigheten for de nettformede baner og utførsels-

i i hastigheten for de foldede nettformede b.aner velges for-

i • trinnsvis slik at vinkelen mellom to pa hverandre følgende jf<p>ldede sider av de nettformige.baner ligger i området.1o - - !50 . fortrinnsvis i omradet 1 - 20 .

Det er nødvendig å påføre en eller ytterligere nettformige baner, strukket i lengderetningen eller i transportretningenj!og at disse baner tilføres i bevegelsesretningen for den fbldede nettverkspakke.

'■ ; ■ .. I

Overlappsvinkelen kan justeres ved å variere forholdet mel-1 lom tilførselshastigheten for den innmatede bane i forhold 'til -utførselshastigheten for det foldede nettverk. Imidler-, tid, kan det være en stor forskjell i bredden mellom de,til- i førte og: utførte nettformige baner, hvilket,.er en ytterligere faktor som bestemmer overlappsvinklene. Dette betyr'at med de maksimale praktiske overlappsvinkler også vil være anvendbare i praksis. Dette betyr at med den maksimale praktiske overlappsvinkel vil tangenten for den halve vinkel:, være lik halvparten av forholdet mellom bredden av den til-førte bane<p>g bredden av den avgitte foldede bane. !

En nettverkspakke fremstilles fortrinnsvis på følgende måte: På en av de to sidene av det foldede nettverk anvendes kontinuerlige, nettformede baner strukket i transportretningen og på den andre side kun en eller to slike nettformede baner, hvoretter det hele kombineres. v..,.

Foldingen kan forenkles ved å rette små luftstrømmer internt ved, foldelinjene på en slik måte at disse skyves i en ..retning motsatt til de foldede nettformede baner. Dette forår-saker trykkrefter på de nettformede baner langs foldelinjene og.,.under foldingen blir dette omdannet til strekkrefter slik at irregulariteter langs foldelinjene, så som rynker, forhindres.

De resulterende nettverkspakker forenes fortrinnsvis til et hele ved sammensveising av. kantene, eksempelvis ved ultralyd-f eller termiske metoder, hvilket letter 'håndtering og senere anvendelse i vannherdende, forsterkende materiale.] i For å lette håndteringen kan banen av pakken også sammensvei-Ises ved andre steder, eksempelvis i midten. Det er'fordel-aktig å kompaktere nettverkspakken, f.eks. ved å føre denne gjennom valser. Nettverkspakken blir,således utjevnet og 1 en ,eller flere av valsene kan eksempelvis være oppvarmet' til 75-125°C. ...............,.-■-■■}•■ :- ; I i I , Néttverkspakkene fremstilt i henhold til oppfinnelsen utviser bedre egenskaper, spesielt med hensyn til styrkeegenskaper i for-<1>skjellige retninger dette som. følge av den . spesielle siksak-foldning. Ytterligere er det nødvendige utstyr relativt' enkelt. "■• Nettverkpakkene inneholder få irregulariteter og j lar i s. ei: g lett viderebehandle.:'-ji!■<:>Valg av nettverktype er avhengig av den-påtenkte anvendelse.. ''."!"' • ■ ■ - •' ■ .■■'■•'!'. Plasten som anvendes ved fremstilling av fibrillerte filmer ' kan være et polyolefin, men også andre filmdannende og fiber-dannende termoplaster er anvendbare, så som polymerer- av!

: styren,akrylonitil eller vinylklorid og kopolymerer derav.<!>Spesielt kan partielt krystallinske polymerer anvendes, så som polyamider og modifiserte polyestere. Spesielt fore-t trukne er polyolefiner, modifiserte eller.umodifiserte.

Spesielt foretrukne er etylen- eller propylen-homopolymerer selv om også kopolymerer og blokk-kopolymerer kan anvendes.Blandinger av polymerer kan også anvendes.

Til<;>polymerene kan forskjellige typer fyllstoffer og hjelpe-materialer tilsettes, så som kjønrøk, polare forbindelser, pigmenter, lys-og varmestabiliserende midler, og antioksydanter. Det er av største viktighet å tilsette riktige stabiliseringsmidler

til nettverkene. Fordelaktige resultater oppnås med en kom-1 binasjon av en metalldeaktivator og antioksydånt. Slike 1 forbindelser kan anvendes i mengder på 0,001 - 2,5 vekt-%,

særlig 0,01 - 1,0 vekt-%. [

'Oppfinnelsen skal nærmere beskrives under henvisning til de<!>

vedlagte tegninger, hvor

!

! fig. 1 viser skjematisk et grunnriss.av utstyret anvendt;.

i • ved fremstilling av nettverkspakker.ved folding av

!..■ t nettverksbaner, og fig. 2 viser et sideriss av foldeenheten i.fig. 1 for de nettformede baner, sett normalt i forhold til transportretningen av nettverket.

Som det fremgår av fig. 1 tilføres ett eller flere på-hverandre liggende lag strukket og fibrillert film, som ikke er j utvidet i tverretningen i retningen indikert med pilen a,til en. utsprednings- og stabiliseringsenhet 2. Etter den.sideveis utstrekning blir.deretter stabiliserte nettverk med den resulterende bredde tilført foldeenhetene 5 anordnet over

' ■ i bæreren 4. Tilførselsretningen for nettverket 3 er normalt j på bæreren 4. Denne bærer kan være en beltetransportør eller et bord som ved avløpsenden er forsynt med drevne valser som kontinuerlig utfører det foldede nettverk. Enheten 5 avsetter de nettformige baner 3 på bæreren 4 og'folder!dem over denne med en kontinuerlig resiprositerende bevegelse i rett vinkel i forhold til bæreren 4.

Da nettverket fremføres og utføres kontinuerlig.er det foldet i siksak . og siksak-vinkelen er avhengig av hastigheten med hvilken de nettformige baner tilføres foldeanordningen og hastigheten med hvilken det foldede nettverk utføres på bæreren 4. Med andre ord kan overlappsvinkelen a, dvs. vinkelen mellom to på hverandre følgende sider av den brett-ede nettformige bane bestemmes av disse faktorer. En eller flere ytterligere nettformige baner kan påføres det foldede nettverk i lengderetningen i forhold til det foldede nettverk. Som det fremgår av fig. 1 er det anordnet, en tilfør-sel senhet for ikke-utvidet, strukket og fibrillert film la før tilførselsenden av bæreren 4. Denne film utvides til den ønskede bredde og stabiliseres ved denne i utvidelses- og stabiliseringsenheten 2a for deretter og påføres i lengderetningen i forhold- til—bæreren 4 og således integreres med j det erholdte foldede nettverk. Disse, ytterligere nettform- ig.e. baner kan påføres en eller begge sider av den foldede !nettverkspakke. Den foldede nettverkspakke med eller uten i i ytterligere nettformede baner sveises ved sidene ved hjelp ' ! 1 !av en sveiseenhet 6. Sveising kan skje ved hjelp av en

i

•ultralyd- eller termisk metode. For ytterligere å fremme i

i håndtering kan sveiseenheten 6 ytterligere sveise pakken! langs en senterlinje. Etter sveiseenheten 6 er det innstal-j lert oppvarmede valser, 7 mellom hvilke- nettverkspakken føres for kompaktering og utjevning. Nettverkspakken som forlater yalsene 7 kari vikles opppå en rull 8...

, ... i

Fig. 3,2 viser et sideriss av foldeenhetéri 5 ifølge fig. I<1>sett i en retning normalt i forhold til retningen som det foldede nettverk utføres med. Nettverket 3 består av flere baner som utføres fra sprede- og stabiliseringsenheten, 2; som. tilføres transportenheten 10 i en retning normalt i forhold tiL den som det foldede nettverk utføres med..

Ved enden 11 av transportenheten 10 videreføres nettverket

3 ved hjelp av en leder 12 til transportenheten 13 på en! resiprositerende måte i retningen normal på. bæreren 4 og.; ved. ende 14 av denne enhet 13 føres den over på transportenheten 15, også resiprositerende i en retning normalt på bæreren;

4, hvilken enhet 15 f ører nettverket 3 til sin ende 16. Ved denne ende 16 er anordnet en ledervalse 17 som avsetter nettverket 3 på bæreren 4. Valsen 17 er likeledes resiprositerende, synkront med transportenheten 15 og ledervalsen 17 i retningen normalt på bærerenheten 4 og nettverket 3 avsettes på bæreren 4 i en foldet tilstand. Denne bærer 4 kan eksempelvis være en kontinuerlig bevegende transportør hvorpå1 nettverket 3 foldes i et siksak-mønster på•bæreren 4.. Som tidligere nevnt kan overlappsvinkelen a mellom på.hverandre følgende sider av det foldede nettverk 3 bestemmes av hastigheten med hvilken det foldede nettverk tilføres foldeenheten og hastigheten med hvilken det foldede nettverk utføres fra , bæreren 4. Da den resiprositerende bevegelse ■ ■av.itransport-enheten.13 er motsatt den av transportenheten 15 med ledervalsen 17 vil lengden. a.Y. nettverket 3 mellom punktet a hvor j

I

nettverket forlater - transportenheten 10 og-punktet b j.hvor .

'det avsettes på bæreren 4 forbli konstant. Dette er nødven-dig da nettverket ellers ville bli for stramt ved en beveg- j ,else og for slakt ved en annen bevegelse hviiket ville føre ! til den mulighet, at nettverket ville foldes ujevnt. Trans- J :portenheten 13 og transportenheten 15 med ledervalsen 17 vil

alltid holde nettverket 3 strukket.

: i i ' I tillegg som følge av den resiprositerende bevegelse., av| j i transportenheten 15 med ledervalsen 17 ville avstanden mellom i utførselspunktet b for nettverket og bæreren 4 forbli konstant under avsetning av nettverket 3 på bæreren 4. i 1;<!><;><1>'<->i

EKSEMPEL 1

I j

To strukkede og fibrillerte polypropylenfiImer hver med en tykkelse på 35 um og elastisitetsmodul på 15 000 N/mm 2 ved

! et strekkforhold på 0,1 % og ved en strekkhastighet på..| ,5! %/min. ble lagt på hverandre og sveiset sammen langs ..sid- j ene. Denne sammensatte film ble utspredd slik at bredden i i

øket fra 8 cm til 90 cm. Ved denne bredde ble nettverket stabilisert ved anvendelse av en temperatur, på. 150. o C... i!

Nettverket ble deretter siksak-formet med en overlappsvink-ei på 19°. For dette formål ble det stabiliserte nettverk tilført med en hastighet på 60 m/min. Det foldede nettverk ble utført med en hastighet på 10 m/min. i en retning normalt på tilførselsretningen» Sammen med det foldede nettverk ble 18 strukkede, fibrillerte og utvidede nettformede baner fremstilt av den samme ovenfor nevnte sammensatte film innført i lengderetningen på en side av de foldede nettformede baner.

Den erholdte nettverkspakke blederetter ført mellom oppvarm-<1>ede valser (100°C), oppkveilet og lagret.

Fra den således erholdt nettverkspakke ble det utskåret et -prøvestykke på 50 x 50 mm. Denier-tall for.dette prøvestyk-ket var 160 000 (g/9000 m). Den maksimale styrke for prøvestykket var 147 kg ved en strekkforlengelse på 18 %.Strekkhastigheten var 100 %/min. Tenasiteten var 0,9 g/ denier. Forsøk utført i rett vinkel i forhold til de ovenfor nevnte prøver ga de samme resultater.

EKSEMPEL 2

En strukket og fibrillert polypropylenfilm med en tykkelse på 50 pm og en elastisitetsmodul på 15 000 N/mm 2 ved et strekkforhold på 0,1 % og en strekkhastighet på 5 %/min. ble utvidet fra en bredde på 15 cm til 90 cm. Ved denne bredde ble nettverket stabilisert ved hjelp av varme ved en temperatur på 170°C. Deretter ble nettverket foldet siksak med en overlappsvinkel på 11 o 30'. —For-dette formål ble det stabiliser-:' te.nettverk tilført med en hastighet på 60 m/min. og der etter foldet oppå et lag av 7 nettverk hver med en tykkelse på 50 um ved et utvidelsesforhold på 1:6. Det foldede nettverk og det ytterligere lag av de nettformede.baner ble.ut-ført, med en hastighet tilnærmet 6 m/min. i.en retning normal i forhold til tilførselsretningen for nettverket som skulle ! foldes. Samtidig ble en strukket, rfibrillert og utvidet<1>nettformet bane avlagt på oversiden. Den erholdte nettverkspakke ble deretter ført gjennom oppvarmede valser (100°C) , oppkveilet og lagret. Fra den således erholdte nettverkspakke ble det" utskåret et prøvestykke på 5 0 x 50 mm. Denier-tallet for dette prøvestykket var 75000 (g/9000, m) ..Denimak-siraale styrke for prøvestykket var 70 kg ved. et strekkforlengelse på 10%. Strekkhastigheten var 100 %/min. Tenasiteten var 1,1 g/denier. Forsøk utført i rett vinkel- i forhold til de ovenfor nevnte prøver ga de samme resultater..... j

Claims (5)

1. il ! lj. Fremgangsmåte ved fremstilling av nettverkspakker fra .! i j ne1 ttformige .baner erholdt ved strekking, fibrillering og:... ; spredning av en film ..av et organisk polymert materiale, 1 ' i ;kiara-kterisert ved at :aO en eller flere på hverandre liggende nettformige baner I !' kontinuerlig tilføres og legges på en,bærer, I , bV banene siksak-formes på bæreren, .;

   tc) det foldede nettverk transporteres i en retning i det.

   i vesentlige normal på retningen i hvilken..de nettformige j .baner ble tilført, , ,d) ytterligere påføres på en eller begge sider av det err ;

   'j holdte foldede nettverk, nettformige baner, hvilke baner ! I er strukket i lengderetningen og i transportretningen,

   j fibrillert og utvidet og som tilføres i transportretningen for det foldede nettverk og forenes med dette, og \ e) den erholdte kombinasjon av nettformige baner føres bort, idet tilførselshastigheten for de nettformige baner som skal;

   foldes og utførselshastigheten av de foldede, nettformige baner velges slik at vinkelen mellom på hverandre følgende foldede sider i de nettformige baner ligger i området 1 - 50°.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vinkelen mellom to på hverandre foldede sider innstilles til 1° - 20°.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at flere slike foldede nettformede baner legges på hverandre.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, " karakterisert ved at på kun en av de to sider av den erholdte foldede nettverkspakke påføres banen strukket i transportretningen og på den andre side kun eh eller to slike baner.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 -4, k ara k te r - i ji1 sert ved ;at den erholdte foldede nettverkspakke

   integreres til et hele ved sveisning ved sidene. ! j I I i 6;. Fremgangsmåte ifølge kravene 1-5, .k a r a k i j t; er isert ved at den resulterende nettverkspakke,

   Iføres gjennom valser. i

   7'.. Fremgangsmåte ifølge krav 6, k a r a k.t e r i - ,s! e ,r t> ved at en eller flere av valsene er oppvarmet.j