180968. lajstromszámú szabadalom • Eljárás film készítésére sűrűségű etiléntartalmú kopolimerekből
7 180968 8 mányos módszerekkel, mint a tömlőfúvásos vagy a fóliahúzásos filmextrudálás. Ha azonban szűknyílású szerszámokon extrudáljuk ezeket a gyantákat, akkor igen nagy extrúziós fejnyomások ébrednek. Ugyanakkor a nyírófeszültségek is nagyok és az extrudátum hajlamos töredezésre. Ezek a nyírással kapcsolatos nehézségek erőteljesen korlátozzák az extruder termelékenységét. Vizsgálataink szerint ha az extrudáló berendezés szerszámának nyílásait az ezekből a gyantákból készült filmek extrudálásánál mintegy 1300 mikronnál nagyobbra állítjuk be, akkor az extruder termelékenysége jelentősen növelhető. A jelen találmány gyakorlati megvalósítása során meglehetősen nagy keresztmetszetcsökkenést érhetünk el. Ugyanakkor egyaránt csökkennek az extruderben ébredő fejnyomások, a szerszámban fellépő nyírási feszültségek és a polimergyantáknak az a hajlama, hogy töredezzen. A „töredezés” alatt jelen esetben azt a jelenséget értjük, amikor a gyantából készült extrudátum durvává és egyenetlenné válik annak következtében, hogy a polimer folyása során az ömledékben instabilitások jelentkeznek. Ha a polimer extrudátum film alakját veszi fel, akkor a töredezés következtében jelentkező felületi torzulások „befagyhatnak”, amikor az extrudátum lehűl és megszilárdul. Ezek a felületi torzulások súlyosan csökkenthetik a film mechanikai szilárdságát. Az extrudálóberendezés szerszáma nyílásának növelése adott termékkibocsátásnál, illetve termelékenységnél csökkenti a nyírófeszültségeket és megszüntetheti a töredezést. Miként említettük, a jelen találmány gyakorlati megvalósításakor a keresztmetszetcsökkenés jelentős lehet. Lényegében nyújtási vagy kiteijedési deformációval helyettesítjük a nyíró deformációt. A találmány szerinti eljárás így biztosítja az említett szűk molekulasúly-eloszlású etiléntartalmú kopolimerek „merev” nyíró és „lágy” kiteijedési Teológiáját. Továbbá a találmány szerinti eljárás esetén nagymértékű kiteijedési deformáció hajtható végre anélkül, hogy a kapott film túl orientált lenne. Az említett kopdimerek kiváló paraméterekkel rendelkeznek nagymértékű keresztmetszetcsökkenés elérése szempontjából. így például nem jelentkezik olyan mértékű ömledékfeszültség, mint amilyen észlelhető nagy nyomású kis sűrűségű polietilén esetén. Rendkívül nagy deformálási sebességet és/vagy keresztmetszetcsökkenést lehet elérni azt megelőzően, hogy az ömledékfeszültség meghaladja az extrudátum szilárdságát. Tág eljárási paraméterek mellett is nagy keresztmetszetcsökkenéssel állítható elő film. A szennyezés nem jelent nehézséget. Idegen szemcsék vagy gél nem hatnak úgy, mint feszültséget koncentráló pontok. Tömlőfúvásos filmextrudálásnál nagymértékben csökkenthető a fújt lyukak \ragy üregek képződésének valószínűsége. Ugyanakkor például rendkívül vékony, azaz mindössze mintegy 2,5 mikron vastagságú film is előállítható, és a film optikai és mechanikai tulajdonságai együttesen rendkívül kedvezőek. Még a rendkívül vékony filmre is jellemző mechanikai tulajdonságainak viszonylag kedvező együttese és a viszonylag alacsony hőzsugorodás. A fóliahúzásos extrudálásnál olyan filmek állíthatók elő, amelyek tulajdonságai viszonylag érzéketlenek a keresztmetszetcsökkenésre. (A fóliahúzásnál a keresztmetszetcsökkenést a szerszámnyílás és a kapott film vastagsága hányadosaként definiáljuk.) A keresztmetszetcsökkenés csak kis mértékben befolyásolja a szakítószilárdságot és a kritikus nyúlást. Az Elmendorf-féle szakítószilárdságok mind MD-, mind TD-irányban elfogadható szinten tarthatók. A tömlőfúvásos filmextrudálási eljárást több, mint 20 éve sikerrel alkalmazzák. Hűek, N. D. és Clegg, P. L. az SPE Transactions, 121-132. o. (1961 júliusi szám) irodalmi helyen részletesen tárgyalják az extrudálási paraméterek változásainak hatását nagy nyomású kis sűrűségű polietilénből tömlőfúvással kapott film optikai és mechanikai tulajdonságaira. A nagy nyomású kis sűrűségű polietilénből készült filmek optikai tulajdonságait, azaz a homályosságot és a fényességet elsősorban az ömledékfolyási jelenségek és a kristályossági viselkedés hatására kialakuló felületi irreguralitások szabják meg. A nagy nyomású kis sűrűségű polietilénből tömlőfúvással előállított filmek esetén a fényt szóró legfontosabb felületi irregularitások olyan extrudálási hibák, amelyek magában az extrúziós szerszámban a komplex elasztikus ömledékfolyási viselkedésből erednek. A fényszóródás második oka a film felületén vagy felületéhez közel krisztallitok növekedéséből és aggregációjából adódó felületi irregularitások megléte. Ez a növekedés deformálja a film felületét és a deformálódás mértéke a krisztallitoknak a hűtés során végbemenő kialakulásától és növekedésétől függ. A kristályos és az amorf részek határfelületein a törésmutatóban bekövetkező változásokkal összefüggésben a fény szintén szóródik. Tekintettel arra, hogy az extrudálási hibák döntő mértékben felelősek a nagy nyomású kis sűrűségű polietilénből tömlőfúvással készült filmek gyenge optikai tulajdonságaiért, specializált filmkészítési módszert dolgoztunk ki a filmek optikai tulajdonságai szabályozására. Etiléntartalmú kopolimerekből tömlőfúvással készült filmek esetén a fényt szóró legfontosabb irregularitások a kristályosodás hatására létrejött hibák. A találmány szerinti filmeket olyan etiléntartalmú kopolimerekből extrudáljuk, amelyeknél a rövid láncok elágazásainak eloszlása nagyon széles. Az ilyen polimerek lehűtés során igen nagy méretű szferolitok képződnek. így ezeknél a gyantáknál jó optikai tulajdonságokat mutató filmek fúvásához a nagy nyomású kis sűrűségű polietilén fúvásához szükséges üzemeltetési paraméterektől határozottan eltérő paramétereket kell betartani. Ezeket a paramétereket a későbbiekben még részletesen ismertetni fogjuk. A csomagolási célokra alkalmazott filmeknek alapvető tulajdonságaikat illetően olyanoknak kell lenniük, hogy kielégítsék a végső felhasználás szabta követelményeket. Ezek közé az alapvető tulajdonságok közé tartoznak optikai tulajdonságok, így a homályosság, fényesség és átlátszóság. Alapvető mechanikai tulajdonságok az átlyukasztási szilárdság, a szakítószilárdság, a fajlagos ütőmunka, a merevség és a beszakadás vagy impakt szilárdság. A romlandó áruk csomagolása szempontjából lényeges a gőzáteresztés és a gázpermeabilitás jellemzők. A filmfeldolgozó és csomagoló gépekben tanúsított viselkedést befolyásolják olyan tulajdonságok, mint a súrlódási koeffici5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
