Устройство для поперечного вытягивания полимерного материала

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ ПОПЕРЕЧНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ ПОТПШБРНОГО МАТЕРИАЛА в в)ЗДб фи6риллирова;ымой пленки или по мекьшей мере двух наложенных одна на другую фибриллированных пленок, содержащее подающую систему для ма- , териала, две кольцеобразные расходявшеся направлянхцие, расположенные последовательно с подающей системой на расстоянии одна от другой, равном первоначальной шнрине материала, с постепенном увеличением расстояния до .величины, равной заданной ширине растянутого материсша, ряд зажимов для захвата краев материала, размещенных в направляющих, два механизма подачи зажимов к направляющим, два тянущих механизма для жесткого соединения с эажяызмя и протягивания материала, расположенных за расходящейся частью Направляющих, механизмы открытия зажимов и перемещения их к механизмам подачи зажимов, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения свойств материала, зажимы смонтированы с возможностью свободаюго перемещения вдоль расходящейся части направляющих. о :л :о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

: СЮ,ВВВЮЮ.

РЕСПУБЛИК

09) И) 399 29 D 7 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,»

ЙКВДЮСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МЯ ИВЮЮ а (21) 2926101/23-05 ..(22) 16.05.80 (31) 22800-А/79; 22801-А/79 (32) 18.05.79 (33) Италия (:46) 23.02.84. Бюл.9 7 (72). Андреа Виттоне, Эдоардо Фуриа, Пьерпаоло Иампринколи и Адриано.

Грондона -(Италия) (7i) Ионтздисон С.п.A. и ИоплеФан

С.а.А {Италия) (53) 678.057.4(088.8) (56) 1. Иатент Франции В 1331095, кл. В 29 D,,опублик.1963.

2. Авторское свидетельство СССР

9 330036,. кл. В 29 D 7/24, 1968 (прототип). (54)(57) УСтройетВО ДНЯ ПОПЕРЕЧН0Г0

° ВИТЯ? ИВАИИИ 00359fEP80iQ ИАТЕРИАЛА в виде фибриллированной пленки нли по меньшей мере двух наложенных одна иа другую Фибриллированных пленок, содержащее подающую систему для материала, две кольцеобразные расходя- щиеся направляющие, расположенные последовательно с подающей системой на расстоянии одна от другой, равном первоначальной ширине материала, с постепенньж увеличением расстояния до .величины, равной заданной ширине растянутого материала, ряд зажимов для захвата краев материала, размещенных в направляющих, два механизма подачи зажимов к направляющим, два тянущих механизма для жесткого соединения с зажимами и протягивания материала, расположенных за расходящейся частью ваправляющих, механизмы открытия зажимов и перемещения их к механизмам I подачи зажимов, о т л и ч а ю щ е..e-с я тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения свойств материала, зажимы смонтированы с воэможностью снободиого перемещения вдоль расходящейся части направляющих.

1075956

Изобретение относится к устройствам для получения композиционных сетчатых структур на основе пленок синтетических полимеров и может быть использовано в легкой и текстильной от- раслях при изготовлении канатов, веревок, штапельных волокон, а также для получения плоских сетчатых структур, предназначенных для упрочнения слоистых материалов, таких как, например, бумага, цементные плиты и не- t0 тканые материалы.

Известно устройство для вытягивания полимерного материала, содержащее подающую систему. для материала и упругие полосы, расширяющиеся в поперечном направлении, между которыми подается полимерный материал f1) .

Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает непрерывного получения качественных композиционных структур из нескольких слоев из-за отсутствия надежной фиксации краев полимерного материала.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для поперечного вытягивания полимерного мате риала в виде фибриллированной пленки или по меньшей мере двух наложенных . одна на другую фибриллированных пленок, содержащее подающую систему для 30 материала, две кольцеобразные расхо- . дящиеся направляющие, расположенные последовательно с подающей системой на расстоянии одна от другой, равном первоначальной ширине материала., с 35 постепенным увеличением расстояния . до величины, равной заданной ширине растянутого материала, ряд зажимов для захвата краев материала, размещенных в направляющих, два механизма подачи зажимов к направляющим, два тянущих механизма для жесткого соединения с зажимами и протягивания материала, расположенных за расходящейся, частью направляющих, механизм открытия зажимов и перемещения их к механизмам подачи зажимов j2) .

В известном устройстве обеспечивается вытягивание полимерного материала как в поперечном, так и в продольном направлениях путем соединения50 зажимов с тянущими механизмами в процессе вытягивания. )

Недостаток известного устройства состоит в том что оно не обеспечиваl

55 ет получение материала сетчатой струк.- туры с необходимыми улучшенными свойствами из фибриллированных пленок из-эа того, что исходные пленки, т.е. пленки, имекюцие продольные надрезы и подверганициеся затем поперечному рас- 60 тяжению, являются очень тонкими, продольно усаживаются во время вытягивания и имеют плохую устойчивость фибрилл к напряжениям продольного сдвига. Поэтому известное устройство, где материал во время всего процесса протягивается зажимами и подвергается продольному растяжению, не обес-. печивает свободной усадки материала и получения качественной сетчатой структуры. Кроме того, поскольку растяжение в поперечном направлении фибриллированной пленки является трудной и тонкой операцией, непрерывное по.лучение таких композиционных структур требует выполнения по меньшей мере двух отдельных операций: первой является вытягивание, а второй - наложение, что усложняет процесс., Цель изобретения — упрощение процесса и улучшение свойств материала, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для поперечного вытягивания .полимерного материала в виде фибриллированной пленки или по меньшей мере двух наложенных одна на другую фибриллированных пленок, содержащем .подающую систему для материала, две кольцеобразные расходящиеся направляющие, распбложенные. последовательно с подающей системой на расстоянии одна от другой, равном первоначальной ширине материала, с постепенным увеличением расстояния до величины, равной заданной ширине растянутого материала, ряд зажимов для захвата краев материала, размещенных в направляющих, два механизма подачи зажимов к направляющим, два тянуших механизма для жесткого соединеHHll с зажимами и протягивания материала, расположенных эа расходящейся частью направляющих, механизмы открытия зажимов и перемещения их к механизмам подачи зажимов, зажимы смонтированы с возможностью свободного перемещения вдоль расходящейся части направляющих.

Благодаря такому выполнению предлагаемое устройство позволяет избежать недостатков, связанных с явлением продольной усадки фибриллированной пленки, которая происходит во время раскрытия пленки с образованием сетки и которая легко приводит к разрушению пленки при попытке достичь раскрытия до определенной широты или к деформации нефибриллированных полос, когда раскрытие является весьма ограниченным. Устройство может использоваться как для раскрытия отдельных фибриллированных пленок, так и для раскрытия комбинации иэ наложенных одна на другую фибриллированиых пленок, а также для их непрерывного преобразования в раскрытые сетчатые компоэиционнйе структуры.

На фиг ° 1 показано предлагаемое

Устройстро, общий вид, на фиг.2 то же, вид сверху, на фиг.З вЂ” исходная пленка с надрезами; на фиг.4 расположение на плоскости надрезаю1075956 щих элементов, например игл фибрилли. румщего валика.

Устройство для поперечного вытягивания полимерного материала содержит подающую систему 1 для материала, предназначенную для подачи фибриллироваиной пленки или набора из наложенных одна на другую фибриллироваиных пленок, причем эта система . может включать два или ряд приводных роликов, две кольцеобразные направ- 1Î лякяцие 2, которые расположены. последовательно с подающей системой 1 и

oltsa параллельно другой на входном участке иа расстоянии L, равном пеРвоначальной ширине исходного мате- 5 риала, с постепенным увеличением расстояния между ними до величины L<, равной заданной ширина растянутого материала, ряд зажимов 3 для захвата краев материала, размещенных в на- О п 2, снабженные зубьями 4, которые служат для сцепления сб .звеньями двух тянущих механизмов 5, выполненных в виде конвейерных цепей, расположенных за расходящейся частью иаправляюар х 2 и соединенных с дзига- 25 телем б, два механизма 7 подачи зажимов 3 к направляющим 2, выполненные .в виде колес с углублениями для захвата зажимов 3 и введения их в направляющие 2 с расстоянием между зажимами 3, Раиными Рц, механизмы 8 откРытия зажимов 3 для захвата ими края пленки и перемещения к механизмам 7 подачи зажимов 3 с помощью тянущих механизмов 5, наматывающий механизм 35

9 для приема .пленки или набора экструдироваииых пленок. Зажимы 3 смонтированы с возможностью свободного перемещения вдоль расходящейся части направляющих 2. 40

Если желательно или необходимо стабилизировать в размерном отношении сетчатую форму растянутой пленки, или набора пленок до их сматывания, в устройство может быть введен нагре- 45 ватель 10, действукяций, например, иа - основе подачи горячего воздуха или излучения энергии, который расположен между зоной 11 соединения зажимоз 3 с тянущими механизмами 5 и приспособлением 12 для открытия зажимов 3.

Регулирующее приспособление 13 для обеспечения продольного натяжения пленки предпочтительно расположено между подающей системой 1 и местом ввода пленки между направляющими 2 и служит для поддержания на постоянном и по возможности иа самом низком уровне величин продольного натяжения.пленки на входе направляющих

2,, чтобы сделать возможной последую- 60 щую усадку, возникающую в результате поперечного расширения или растяжения.

В предлагаемом устройстве могут быть предусмотрены приспособления для 5 сварки краев сетчатых пленок, а также приспособления для горячего сжатия и соединения набора растянутых сеток, установленные перед наматывакяцим механизмом 9 (не показаны).

Основные этапы подготовки материала, обрабатываемого на прЕдложенном устройстве, заключаются в следующем.

I. Получение пленки, образованной, по меньшей мере, из одного синтетического полимера, толщина которой находится в пределах от 35 дэ

1200 мк. При этом получение исходной пленки может осуществляться в соответствии с любым иэ известнык пленкообразукяцих способов для синтетических полимеров, таких, например, как экструзия, отливка и т.д. Используемыми полимерами являются олефиновые полимеры, такие как полиэтилен и полипропилен, полиамиды, виниловые полимеры, такие как поливииилхлорид, полиэфлрные смолы, а также смеси укаэанных полимеров.

П. Продольная или в основном продольная ориентация пленки с помощью известных способов моноаксиального растяжения, так что степени продольного вытягивания составляют 3-15, в результате чего образуется ориентированная пленка, толщина которой находится в пределах 15-200 мк. Возможно последующее истирание пленки:, например, между шлифовальними кругами.

Ц1. Фибриллирование ориентированной таким образом пленки в результате пропускания этой пленки над поверхностями с закрепленными на них шпильками, лезвиями или другими аналогичными элементами, предназначенными для образования продольных надрезов, и вытекающее отсюда образование на пленке косых нефибриллированных полос, образующих угол Рц между направлением надрезов в пленке, составляющий примерно 0,30-50

На фиг.3 представлены правильные надрезы в пленке.

На фиг.4 показано расположение на плоскости надрезающих элементов, которыми являются,.например, острия игл фибриллирующего валика: а - расстояние между двумя иглами, расположенными по образующей линии цилиндрического валика, с — расстояние между двумя иглами, расположенными по смежным периметрам игл, а также расстояние между двумя смежными надрезами, d — расстояние между смежными образукнцими линиями игл, е †.длина надреза,-4 - ненадрезанное расстояйие между двумя последовательными надрезами, g - ступень между надреэамн, т.е. расстояние между начальными или конечными точками двух смежных надрезов, h — ширина косых нефибриллиронанних полос представлявших косую погледо3 1075956 d

/ ветельность растяжений ненадреэанной выбираться по желанию, особенно тех пленки.; Ц вЂ” наклон такой полосы, пленок, которые, хотя и отличаются т.е. Угол, который образует такая различными схемами фибриллирования, полоса в нерастянутой в поперечном имеют тенденцию в процессе последованаправлении фибриллированной пленке тельного растяжения в сетку к продопо отношению к направлению фибрилли- S льной усадке одинакового порядка верования пленки. личины при равном поперечном растяжеТакой угол направлен по часовой нии. стрелке или против часовой стрелки Предпочтительно, чтобы набор плеи, таким образом, будет иметь поло- нок,полученный в результате наложежительный или отрицательный знак .от- 10 ния одна на другую отдельных фибрил-. носительно направления надрезания лированных пленок, сваривался по крапленки в зависимости от соответству- ям с тем, чтобы облегчить последующие ющего правостороннего или левосторон- операции. него расположения игл. Операция сварки также может быть выполнена в отношении набора растяО °,нутых и наложенных одна на другую ступени между надрезами может быть сеток с последУющей поДРезкой Расопределено заранее в случае исполь- плавленных краев зования фибриллирующих валиков на Поперечному растяжению набора наосновании определенного отношения. 20 ложенных одна на другую пленок может

Т а и м о б р а э о, у г о л р косых н е - преДшествовать п Р о и и т ы в а н и е этого фибри ированных полос легко устано набоРа пленок пРоклеиваюшими и/или вить заранее о своему желанию в . склеивающими веществами, такими как пределах вышеуказанных границ в со- поливинилацетат или водный Раствор ответствии с подходящей схемой фиб- каРбоксиметилЦеллюлозы, чтобы сделать риллирующей системы,например, на этот материал более твердым и пригодигольчатом валике и по отношению к ным для обработки и для сцепления с процедурам фибриллирования. подлежащими упрочнению иэделиями.

Выполнение фибриллирования пре- Пропитка может осуществляться подусмотрено таким образом, чтобы по- среДством погРУжениЯ, РаспылениЯ или лучить угловые значения, находящиеся 30 пропусканиЯ пленки между валками в в интервале примерно p,30=5pa. Типич- соответствии с известными способами. ными значениями для указанных ранее Пропитка может быть также выполпараметров, например, являются: нена не на пленках до их растяжения, а Ж уже растянутых сетках. а = 25 мм 35 Устройство работает следУющим обк=0,70 к = p,54 Разом °

P = 0,33 РО около 50

Пленка или набор фибриллированных фибриллирование может выполняться пленок поступает в напРавлЯющие 2, в случае одной или нескольких нало- захватывается скользящими зажимами женных одна на другую пленок на одном10 3, первоначально Расположенными фибриллирующем устройстве или по от- оДин от ДРУгого на расстоянии РО, поДношению к отдельным пленкам, каждая вергаетсЯ РастЯжению в РасшиРЯюЩемсЯ из которых Фибриллируется на фибрил- пространстве ме ду направлящими 2 лирующем устройстве с различной схе- До достижениЯ шиРины Lf необходимой мой расположения игл, чтобы получить 45 для получения угла нефибриллированных пленки с различными углами Pg неполос с желаемым значением. обходимые для изготовления сетчатого Поскольку фибриллированная пленка и многоориентированного конечного пРотаскиваетсЯ зажимами 3 только напродукта. чиная от зоны 11 тянущих механизмов

Наложение одна на другую, по 5, то пленка свободно УсаживаетсЯ в крайней мере, двух пленок, фибрилли- 50 продольном направлении на протяжении рованных так, что косые полосы каж- всего проЦесса РастЯжениЯ, во вРемЯ дой пленки пересекаются с косыми по- которого она подвергается поперечнолосами другой пленки под любым жела- му растяжению, в результате чего зауглом и с любым чередованием. жимы 3 ближе сходятся один с другим.

Наложение одна на другую фибрил- Две направляющие 2 могут расхо55 лированных пленок предпочтительно диться одна от другой под равными или осуществляется так., чтобы получить различными углами по отношению к прокосые нефибриллированные полосы каж- дальной оси устройства. дой пленки, не совпадающие одна с другой, но та, чтобы указанные по- 60 Отношение — между максимальным и

L4 лосы образовывали различные углы, с 0 тем чтобы сетчатый набор пленок об- мйнималь;.ым Расстояниями между напраладал как можно более изотропными,,-вляющими 2 представляет степень расхарактеристиками. Чередование нало- тяжения пленки. Зажимы 3, свободно жения пленок одна на другую может g5 скользящие по направляющим 2, приво1075956

8 дятся в ействие на) и всег а а д ие пружиной (не показа- крытая композиционная сетка п у ол ченложении (отк ыв д находятся в закрытом по- ная таким,образом стабилиз

t зируется де от механиэ рываются только по коман- в размерном отношении посре т дс вом мех ниэма 8 и приспособления термообработки, которая может пред12). ставлять замедленное (заторможенное) илли в

Поперечное растяжение набора фиб- 5 усадочное протягивание через наг е р, ро анных пленок представляет тель 10 или печь нли обработку на кар вавращательное (п е (поворотное движение ландре с йагретыми нажимными роликакосых полос на плоско плоскости до тех пор, ми при температуре ниже температуры йока они не образуют новый угол ф размягчения полимера или полимеров, в соответствии с направлением надре- 30 образующих пленку. Стабилизированн в а пленке, .величина которого на- таким образом сетка может наматыватьходится в пределах от р - до +80 по ся механизмом 9. Операция горячего отношению к направлению расположения прессования (или каландрирования) нанадрезов. бора растянутых сеток может оказатьТеоретические расчеты и экспери- 5 ся необходимой потому,что расширение ментальные измерения показывают,что или растяжение вызывает деформацию между значениями поперечного растяже- более коротких фибрилл сетки, которые ния и различием Ь(, между углами . затем выходят из плоскостного рази Ро, выраженными в радианах, су- мещения (выпадают из.плоскостного ществует взаимосвязьг . Расположения) Такое выпад тичн выпадание часдР= С (Е-1), тично является благоприятным, так как оно выступает в качестве есгде Е - степень растяжения = тественной связи между слоями сеток, которые в результате этого соединяконечная ши ина пленки начальная ши и ются один с другим н о в то же время рина пленки ) 25 увеличивает наружный объем сеток, С вЂ” постоянная, зависящая от что может быть неблагоприятным в прораспределения или располоцессах пропитки сеток жидкими или жения надрезов в фибриллипастообразными веществами. ро анной, ОпеРациЯ сжатиЯ ставит своей Це30 лью уменьшение видимого объЕма и в то же время обеспечение большего пленки. сцепления между слоями в результате акрепления на постоянном уровне ветствующего выбора величин угла р взаимосвязей между вторичными дефори типичных разме в или величин Фиб- 35 МИРованн""и фибрилла риллированной пленки, показанных уквами с е и в (фиг 3 и 4) " водитсЯ согласно извести " спосополучить при одинаковом значении Е ряд различных значений угла Р дл или полосами при температурах ниже ка ого типа фибриллированйя пленок, 40 емператур размягчения используемого в результате чего образуется композиционная сетка из различных слоев, В зависимости от использования; каждый иэ которых имеет свой собстдля которого предназначены эти сетки, венный, заранее определенный угол на- сжатие может производиться при давправления нефибриллированных о 45 полос

Предлагаемое устройство может быть

Кроме того, посколь у р ат льное выполнено в различных вариантах при ,движение косых нефибри ированных по- Ус вин что оно обеспечивает воэл всегда происходит в противополож-. можность продольной усадки,пленки во ном направлении по отношению к исход- вр мя ее вытягиван я, кроме того, 50 позволяет производить Растяжение (расширение) пленки без перерывов или приведет к образованию растянутой

0 ю оста ановок между этапами растяжения и термостабилизации, которые привели бы и, таким образом, - к образованию

Е к не контролируемой .потере сеткой часперекрестн углов. Составной сетча- 55: ти достигнУтого РасшиРениЯ или РастЯтый продукт, полученный таким образом, состоит поэтом у иэ слоев сеток с косы- Ниже приводится несколько ваРианми нефибриллированнымн полосами, рас- тов выполнения устройства. положенными по и под углами, отличающимися Зажимы 3 могут быть устроены тапо величине и знаку относительно про-60 ким образом, чтобы всегда оставаться дольной оси исходной пленки и находя-, закрытыми (фиг.1 и 2). B этом случае щимися в любом чередующемся порядке механизм 8 должен открывать зажимы или последовательности.

П чтобы дать пленке возможность пройт и

° тяжения, и и л осле завершения поперечного рас- между ними либо они могу 6

У .т ыть устфибриллированной пленки рас- g5 роены так, чтобы всегда оставаться

1075956

10 в открытом положении, при этом вдоль направляющих 2 на этапах открытия и термостабилизации надрезанной пленки должны предусматриваться приспособления, например соответствующим образом профилированные кулачки, служа-. щие для удержания зажимов 3 в закрытом положении.

Открытие и закрытие зажимов 3 может цроизводитвся с помощью электро- магнитных, гидравлических или пневма- 10 тических систем вместо механической системы согласно известным методам.

Зажимы 3 могут быть заменены системами игл или шпилек, проникающих через волокнистую структуру. 15

Тянущие механизмы 5 могут представлять кроме цепей также электромагнитные, пневматические или гидравлические протягивающие системы.

Зажимы .3 также могут протягивать 0 пленки под действием силы тяжести без необходимости использования протягивакщих систем в результате сооб-. щения двум расходящимся направляющим вертикального или наклонного положения.

Зажимы 3 могут соединяться один с другим механическим путем на этапе раскрывающего растяжения, например, с помощью цепи при условии, что соединительные элементы, например звенья З0 цепи, смогут постепенно сходиться один с другим по мере раскрытия пленки с помощью нрофилированного кулачка. Однако такая система требует специального профиля кулачка для каждого35 типа фибриллированной пленки в зависимости от своеобразной взаимосвязи, существующей между растяжением и продольной усадкой этой пленки.

Механизм 7, предназначенный для . 40 периодической подачи зажимов 3 к направляющим 2, который изображен в виде зубчатого ведущего колеса (фиг.1 и 2), включающего механизм 8 открытия, неподвижный кулачок, служащий 45 для открытия зажимов 3 под действием давления, может быть выполнен согласно известным методам с использованием других систем, таких как, например, электромагнитный питатель с импульсным управлением либо гидравлическая или пневматическая система прерывис-того действия.

Механизм 8 и приспособление 12, предназначенные для открытия зажимов 3, которые представляют простой неподвижный кулачок (фиг.1 и 2), могут быть выполнены согласно известным методам другим образом, например, в виде электромагнитных систем, упра-60 вляемых мнкровыключателем, который взаимодействует с приближающимися (входящими) зажимами 3, либо в виде гидравлических или пневматических систем.

Пример 1. В цилиндрическом пленочном экструдере получена полипропиленовая пленка с использованием полимера, характеризующегося индексом расплава 6,7 и температурой пла-. вления 165оС

Пленка толщиной 120 мк растягивается в продольном направлении при температуре 150 С со степенью вытяжки, равной 9, в результате чего получают пленку толщиной 40 мк и шириной 80 см, которую после отрезания кромок разделяют на четыре пленки, каждая шириной 20 см.

После этого четыре пленки пропускают .со скоростью подачи, равной

40 м/мин, соответственно через четыре фибриллирующих валка, имеющих следукщее расположение игл (табл.Ц.

Таблица 1

Валки мм MMd, Распо Диамм ложе- метр ние валка, игл мм

1 0 + 81,5

1,0 0,.25 4,0 81,5

1,0 0,25 8,5 + 108,0

3-й

4-й

1,0 0,25 8,5 — 108,0

Таблица 2

Пленки

0,25 8,4. 2,0 2,6 +5,5

1-я

0,25 8,4

2,0 2,6 -5,5

0,25 15,0 2,0 4,3 +3,0

3-я

2,0 4,3 -3,3

0,25 15,0

4-я

Фибриллированные пленки затем налагают сдна иа другую с образованием одной четырехслойной ленты согласно известным Методам пропускания по ко- соориентированным или наклонным осям

Первый и второй валки вращаются с окружной скоростью 61,5 м/мин, в то время как третий и четвертый валки вращаются с окружной скоростью 100 м/мин.

Четыре фибриллированные пленки об. .,ладают следующими характеристиками (табл.2).

1075956

12 и сварки по краям с помощью нагретых вращающихся сварочных установок, в результате чего получают одну ленту, состоящую из четырех наложенных один на другой слоев.

Ленту подвергают затем пропитке 5 пропусканием ее через ванну, содержащую 5%-ный раствор карбоксиметилцеллюлозы, а затем через отжимные валики, после чего ее направляют для выполнения операций вытягивания и 10 термостабилизации с использованием устройства (фиг.1 и 2), оборудованного направляющими 2, обеспечивающими симметричное расхождение с отношением Ь /Lo,ðàâíûì 5. 15

В предлагаемом устройстве лента, подаваемая системой 1, вводится между двумя направляющими 2, где лента захватывается зажимами 3, подаваемыми на направляющие 2 механизмами 7, расстояние между которыми 10 см.

Таким образом, получен набор.открытых сеток, наложенных одна на другую, с шириной 10 см, которые стабилизируются теплом при 155C C с помощью нагревателя 10 с .временем пребывания материала в устройстве при этой температуре,. равном примерно 1,5 с.

При последовательном растяжении пленок сетка иэ 4-х пленок характе- ризуется продольной усадкой, равной

88-90В, что наблюдается на основании взаимного сближения зажимов 3 в конце процесса поперечного растяжения до расстояния между ними, примерно равного 9 см. 35

Осмотр образцов сеток показывает, наличие следующих угловых значений в:

1-я пленка примерно +30о

2-я пленка примерно -30 .40

3-я пленка . примерно +16, 4-я пленка примерно -16 е

Полученную композиционную сетку пропускают через каландр, оборудованный нагретыми нажимными роликами, нагретыми до 120оС, после чего ее наматывают на катушки механизма 9.

Пример 2. В экструдере с плоской головкой шириной 120 см по«, лучена полипропиленовая пленка с использованием полимера согласно при- 5-О меру 1.

Полученная пленка шириной 106 см досле нарезания бороздок имеет толщину 212 мк. Ее растягиваю при . 150 C до степени растяжения 7, в 55 результате чего получают пленку толщиной 80 мк и шириной 40 см, которую разделяют на две пленки, каждая из которых имеет ширину 20 см.

Эти две пленки одновременно пропускали через два фнбрнллирующих валка, аналогичных первому и второму валкам примере 1, в результате чего получены уже рассмотренные выше 65 свойства и в частности углы: Я =+5,5, - 9 = 5о,5. ь—

Другие две пленки такого же типа пропускают через фибриллирующие валки, аналогичные третьему и четвертому валкам, представленным в примере

1,.в результате чего получают углы:

+ P,- =+ЗФ,З; — Р -= — 3 3.

Четыре пленки накладывают одна на другую по парам, сваривают вместе по краям так, что получают две ленты, каждая нз которых включает пленки соответственно с углами = +5 5 о о и Ро З,З, которые затем пропитывают раствором карбоксиметилцеллюлозы.

Эти две пары фибриллированных пле нок отдельно растягивают в поперечном . направлении в 7 раэ по сравнению с первоначальной шириной, а затем термостабилиэируют с использованием устройсТва, описанного в примере 1, после чего у них наблюдается продольная усадка, соответственно равная

75 и 88%.

В конце растяжения получены сетки, каждая из которых образована двумя раскрытыми фибриллированными пленками, характериэуощнеся следующими значениями угла

1-я сетка ф53о

2-я сетка «+23

Две сетки накладывают одна на другую согласно известным методам, сваривают по краям и сжимают на калайдре при температуре около 120 С, в результате чего получают одну конечную сетку.

Пример 3. В экструдере с выдувной головкой и фильерой с диаметром 500 мм получена рукавная полипропиленовая пленка, состоящая в основном из изотактических макромолекул и обладающая индексом расплава, равным

8, в смеси с 15Ú полиэтилена с низкой плотностью» Полученную таким образом пленку делят пополам и нарезают на ней бороздки. Эту пленку шири.ной 102см и толщиной 255 мк растягивают в продольном направлении при

155 С до степени вытяжки, равной 6,5.

После этого получают две пленки,каждая из которых имеет ширину 40 см и толщину 100 мк. Их одновременно фибриллируют на двух фибриллирующих.валках, аналогичных первому и второму валкам, представленным в примере 1, в результате чего получена фибриллированная пленка, имеющая такие же характеристики, что и первая и вторая пленки, описанные в том же примерее

Далее две нефибриллнрованные плен ки, соответствующие предшествующим пленкам, фибриллируют на двух валках (третий и четвертый) с расположением игл, отличающимся следующими пара.метрами (табл.3).

14

1075956

Та блица 3

Валок

Распо Диаложе- метр ние валигл ка,мм 5 а, MM

3-й

4,8 0,8 2,5

4,8 0,8 2,5

+ 71,5

71,5 f0

Выполненное фибриллирование имеет следующие характеристики (табл.4).

Таблица 4

Пленка с, е, MM ММ MM

8,,8, 20 мм

0,8 7,5 3,2

1 8 +24 25

3-я

4-я

0,8 7,5 3,2 1,8 -24

50

Пленки отдельно накладывают одна на другую по парам, а затем сваривают вместе по краям, в результате чего получены две ленты, каждая из которых образована двумя пленками, имеющими соответственно углы » =+5,5 о о (о и (3о -= +24

Обе ленты растягивают отдельно в

2,5 раза по сравнению с первоначальной шириной с помощью устройства, 40 используемого в примере 1, после чего их термостабилизируют, что позволяет получить две пары сеток, каждая из которых имеет ширину 100 мм и состоит из двух слоев. 45

После растяжения получены сетки, образованные из фибриллированных пленок, имеющих следующие углы Ре1-я и 2-я пленки 15 о

3-я и 4-я пленки +55

Две сетки затем накладывают одна на другую с образованием вращающихся сварочных устройств и по трем внутренним рядам, расположенным один от другого на одинаковом Расстоянии, равном 25 см, с использованием устройства для точечной сварки так,что расстояние между точками сварки в одном ряду равняется 2,5 см.

После этого полученную сетку сжи-, мают на каландре при .125 С, а затем 60 наматывают на катушки.

Пример 4. С использованием экструдера с плоской головкой в наполненный водой резервуар экструдируют полипропиленовую пленку толщиной 210 мк имеющую индекс расплава равный 16, с добавлением 9% полиэтилена с низкой плотностью.

Температура экструзии равняется примерно 185оС у черняка и примерно

165 С у литьевого отверстия. Пленку растягивают в продольном направлении при 150оС до степени растяжения,равной 7, в результате чего получена ориентированная пленка толщиной 80 мк и шириной 80 см, которую затем разделяют на четыре пленки, каждая из которых имеет ширину 20 см, и их фибриллируют в результате пропускания соответственно через фибриллирующих валка, имеющих такие же характеристики, что и фибриллирующие валки, представленные.в примере 1, и применения условий фибриллирования, описанных в том же примере. Полученные таким образом пленки имеют площадь поверхности 9,6 кв м/г мк. После этого получен другой комплект из четырех пленок, которые описывались выше, в результате чего получены восемь фибриллированных пленок, которые последовательно накладывают одна на другую с образованием одной восьмислойной ленты, которую сваривают по краям и пропитывают 5%-ным раствором карбоксиметилцеллюлозы по примеру 1, после чего направляют для выполнения операций раскрытия и термостабилизации с использованием устройства, представленного в примере 1, за исключением того, что отношение ь /Ьо (или расхождение) равняется 8, а температура термостабилизации — 125 С. о

С использованием потрландцемента получены композиционные листы или пластины, которые изготавливают последовательным чередованием слоев сеток со слоями цемента с соотношением воды и цемента, равным 30/100.

При этом особое внимание уделяют расположению сеток таким с бразом, чтобы направление упрочнения оставалось постоянным в каждом слое.

Таким образом, получен лист или пластина размером 48 ° 48 см толщиной

7 мм с использованием сеток с общим весом 124 r, .так.что процентное отношение полипропиленовой сетки к цементу равняется 8,4 об.%.

После вылежки этого листа или пластины в течение 24 ч не подвергают старению в воде при комнатной температуре в течение 28 дней.

После этого листы или пластины разрезают в направлении упрочнения на образцы для испытания на прочность при изгибе в трех точках.

Сгибание производится по направлению сетчатого упрочнения полипропиленовой сетки.

Единая устойчивость к напряжениям при изгибе, измеренная в виде

1075956

16 среднего значения, полученного у трех образцов, растягиваемых в трех, точках листах или пластины, составляет 265 кг/кВ см

Пример 5. В экструдере с плоской головкой экструдируют полипропиленовую пленку с индексом расплава, равным 16, с добавлением 9% полиэтилена с применением такого же процесса и состава, которые представлены в примере 4. 10

После растяжения (до степени растяжения 7) пленку толщиной 80 мк пропускают через валки с диаметром 80 мм, имеющие окружную скорость 90 м/мин, и обкладывают шкуркой на тканевой 15 основе типа 0 с размером абразивных частиц, равным 100-150 мк.

Таким образом, на всей поверхности пленки получены поверхностные насечки или надрезы с плотностью, рав- 2р ной 150-200 насечек/мм, при средней глубине, равной 10 мк, и с диаметром 20-30 мк с последующим образованием фибрилл, имеющих плотность 50100 фибрилл/мм, которые выступают

Я из поверхности пленки и имеют ширину и толщину, равную 20 и 30 мк, а длину, находящуюся в пределах 20200 мк.

Два набора по четыре пленки в каждом, полученных иэ истертой таким образом пленки, подвергают фибриллированию с использованием такого же устройства и условий по примеру

4, в результате чего получены восемь фибриллированных пленок с площадью поверхности, равной 18,5 м /г.мк.

Используя эти пленки и действуя по примеру 4, получены 8-слойные ленты, которые подвергают операциям раскрытия и стабилизации по нри- 40 меру 4. После этого изготовляют пластины из композиционной сетки и цемента толщиной 7 мм, аналогичные

bio составу и изготовлению лентам по примеру 4. Из этих лент взяты образ- 45 цы для испытания на устойчивость нри изгибе в соответствии с процедурами, представленными в примере 1.

Единая устойчивость к напряжению при изгибе в момент разрушения образцов для испытания составляет

290 кг/см<.

Пример б. В соответствии с процедурами, представленными в примере 1, экструдирована полипропиленовая пленка с индексом расплава, равным 16, с добавлением 9В полиэтилена и 0,2% азодикарбонамида (продукт расширения или придания объемности).

Температуры экструзии поддержива- &О ются равными 180 С у червяка и 160 С у литьевого отверстия (в то время как расстояние между охлаждающей водой и литьевым отверстием равняется

° 3 см). Пленка после растяжения до степени растяжения в 7 раэ, превыша- ющей первоначальный размер, имеет толщину 80 мк. Пленку затем подвергают истиранию с обеих поверхностей в соответствии с процедурами по при-. меру 5, после чего ее фибриллируют по примеру. 1.

Иэ расширенной и подвергнутой истиранию таким образом пленки получе,ны два набора, состоящие из четырех пленок каждый, которые подвергают фибриллированию с использованием устройства и при наличии условий по примеру 4, в результате чего получены

8 фибриллированных пленок с площадью поверхности 48,0 кв м/г.мк.

В результате наложения этих пленок .одна на другую и действуя по примеру

4 получены раскрытые и термостабилизированные 8-слойные сетки, из которых в соответствии с процедурами, описанными в укаэанном примере, изготовлены композиционные цементные пластины с таким же составом.

Микроскопическое исследование пленки до ее растяжения показывает наличие тесно расположенных пузырьков и полостей шириной 10-20 мк и длиной

20-400 мк. После растяжения обнаружено,что пузырьки в этой пленке удлиняются примерно 7 раэ, хотя их ширина равняется всего нескольким микронам. В подвергнутой истиранию и фибриллированной пленке пузырьки, вызванные действием шкурки, а также фибриллирующих шпилек или игл, приво; дят к образованию тонко диспергированной структуры с наличием полостей и очень тонких фибрилл, черезвычайно мелких и сильно диспергированных.

Устойчивость к напряжениям при изгибе образца композиционной пластины составляет 340 кг/см

Пример 7. Пример 6 повторен с тем отличием, что фибриллированные пленки, полученные в соответствии с, этим примером, обрабатывают высокочастотными электрическими разрядами мощностью 3000 Вт.

Степень поверхностной активности пленок равна 36 дин/см.

С использованием такого же цемента и следующих процедур, аналогичных описанным в примере 6, из таких пленок получены раскрытые и термостаби-, лизированные 8-слойные сетки, из которых изготовлены композиционные цементные пластины. Благодаря улучшенной смачиваемости сеток в цемент можно ввести около 9,5 об.% сеток.

Испытания на устойчивость к напряжениям при изгибе показывают,что разрушающая нагрузка равняется

360 кг/см .

Предлагаемое устройство применимо и для пленок, содержащих газообразукщие средства или вспенивающие

1В

1075956

17 добавки., которые должны расширяться до подвергания пленок продольной ориентации.

В этом случае операция расширения выполняется согласно известньзщ методам в зависимости от типа используемой вспенивающей.добавки.

Количество, гранулометрия, тип вспенивающей добавки, а также условия расширения должны выбираться таким образом, чтобы пузырьки,,обра- 10 зующиеся внутри пленки, имели средний диаметр, не превыпающий 50%, а предпочтительно не превышающий 20% толщины пленки.

Расширение пленки может быть так- 5 же достигнуто в результате пропускания жидкостей с температурами кипе.ния ниже. температуры расплавленного полимера через расплавленный полимер,, в котором.они расширяются в присутствии зародышеобразователей, выступающих в качестве регуляторов расширения.

Когда пленку получают посредством экструзии при температуре,,соответствующей или превышающей температуру, при которой вспенивающая добавка становится активной, или если ее получают в соответствии с процедурами, требующими достижения такой температуры, операцию расширения можно выполнять одновременно о операцией образования пленки при условии, что ана выполняется при строго контролируемых условиях, позволяющих образовать микроразмерные пузырьки, однородно распределенные по всей пленке, не нарушая при этом целостности пленки, и, наоборот, обеспечивая ее моноаксиальное растяжение без разрывов.

Таким образом, изобретение позволяет получать композиционные сетчатые структуры с улучшенными свойствами, используемые, например, при изготовлении слоистых изделий с другими материалами и характеризующиеся высокими значениями площади поверхности, превышающими 12 мВ/г мк и широким диапазоном в отношении веса, размера, ориентации, величины фибрилл и числа слоев фибриллирован:инк .и мОк.

1075956

1075956

УигЗ

° ф

° °

° ф

Ф °

Составитель Л.Кольцова

Редактор A.Êîýîðèý ТехредМ.Гергель Корректор О.Вилак)

Закаа 532/53 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4