(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. B29C 47/00 ( ) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato (84) Utpekte stater AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR (73) Innehaver Mondi Belcoat, Naamloze Vennootschap, Adolf Stocletlaan 11, 270 Duffel, Belgia (72) Oppfinner van Edom, Bart René Jos, Ernest Claesstraat 24, 3271 Scherpenheuvel-Zichem, Belgia Boeykens, Ivan, Rietschoorvelden 208, 2170 Merksem, Belgia Vanhoof, Mieke, St. Lambertusstraat 88/, 2600 Merchem, Belgia (74) Fullmektig Curo AS, Industriveien 3, 7080 HEIMDAL, Norge (4) Benevnelse Framgangsmåte for framstilling av svært tynne monolittiske sjikt av termoplastisk polyuretan (6) Anførte publikasjoner US-A US-A US-B DATABASE WPI Week , Derwent Publications Ltd., London, GB; AN , XP & JP 2923 A (KURARAY CO LTD) 04 November 1998 DATABASE WPI Week Thomson Scientific, London, GB; AN XP & JP A (TOYO RUBBER IND CO LTD) 29 February 2000 ( ) DATABASE WPI Week Thomson Scientific, London, GB; AN XP & JP A (DU PONT TORAY CO LTD) 7 October 2003 ( )

2 1 [0001] Den foreliggende oppfinnelsen er relatert til en framgangsmåte for fremstilling av svært tynne monolittiske sjikt av termoplastisk polyuretan. [0002] Termoplastisk polyuretan (TPU) kombinerer en høy motstand mot UV-stråling og en høy motstand mot mekanisk slitasje og slitasje med impermeabilitet for vann og gass, i bruk som tynne sjikt og for flere bruksområder. [0003] Monolittiske sjikt av TPU blir tradisjonelt oppnådd fra belegging fra løsningsmiddel, eller med ekstruderingsteknikker hvorved TPU ko-ekstruderes på et bærermateriale eller substrat. [0004] En ulempe med den kjente framstillingsmetoden med å belegge TPU fra løsningsmiddel er at denne framstillingsmetoden er kostbar og lite miljøvennlig. 1 [000] En ulempe med monolittiske sjikt med TPU er at de ikke er særlig permeable overfor vanndamp med mindre deres tykkelse blir redusert til svært tynne sjikt på mindre enn 0 mikrometer. Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å framskaffe svært tynne sjikt med TPU med et transmisjonsforhold for vanndamp på g/m 2 /dag for på denne måten å oppnå en pustende membran. [0006] En annen ulempe med monolittiske lag med TPU er at materialkostnadene for disse sjiktene er relativt høye siden PU er et kostbart kjemikalie og siden linjehastighetene som oppnås med konvensjonell ekstrudering eller ekstruderlaminering er begrenset og ikke overstiger 0 m/min. [0007] US 2002/ beskriver en prosess med ekstruderbelegging for fremstilling av beskyttende og dekorative filmer på et bærerark som beveges forbi ekstruderens dyseåpning Filmen kan være en fast polymerfilm uten løsningsmiddel og produseres ved å smelte det ekstruderbare polymer-råmaterialet og belegge det på et substrat gjennom en dyse med ei smal spalte for å danne et tynt lavviskøst belegg av en smelte med jevn tykkelse på 2, til 7 mikrometer. Filmen kan bestå av et bredt spekter mulige polymermaterialer sammen med en polyuretan. Linjehastigheter på 61 meter/minutt (200 fot/minutt) har blitt oppnådd. Denne patentpublikasjonen er relatert til sjikt for bildeler og er ikke beregnet for pustende membraner med transmisjonsrater for vanndamp på g/m 2 /dag. [0008] US 6,620,472 beskriver laminering av barrieremembraner som består av et første sjikt med 30 en termoplastisk polyuretan og et andre sjikt med en kopolymer av etylen- og vinylalkohol, hvorved smeltetemperaturen for TPU-sjiktene bør være mellom omlag 192⁰C til 241⁰C (360⁰F- 46⁰F). De kombinerte laminære smeltestrømmene formes deretter til en enkelt rektangulær

3 2 ekstrudert smelte i sjiktdysa som fortrinnsvis har en sjikt-henger -utforming, hvoretter ekstrudat kan avkjøles ved bruk av ruller under forming av et fast sjikt. Sjiktet med termoplastisk polyuretan vil typisk ha en midlere tykkelse på i det minste mikrometer. Linjehastigheter er ikke spesifisert i denne søknaden siden filmen formes til blærer. [0009] US 4,291,099 beskriver en framgangsmåte for fremstilling av laminat ved ko-ekstrudering mellom en termoplastisk polyuretan og et polyvinyliden-fluorid, på tross av den velkjente mangel av adhesjon mellom de fluorholdige polymerene og majoriteten av ekstruderbare polymerer slik som polyuretaner. [00] Dette oppnås ved bruk av begge polymerer ved en viss spesifisert spesifikk viskositet i en lamineringsprosess. Tykkelsen av polyuretanfilmen var 30 mikrometer og mikrometer for den fluorholdige polymeren. Linjehastigheter var ikke nevnt. [0011] JP 2,000,062,12 beskriver en framgangsmåte for fremstilling av et laminert sjikt av en termoplastisk uretanfilm med en tykkelse fra 8 til 30 mikrometer ved å laminere den på en ikkevevd tekstil mens uretanfilmen blir dannet. Linjehastigheter fra 30 til 0 m/min har blitt oppnådd. 1 Polyuretantykkelsen oppnås ved ekstrudering fra en dyseleppe med åpning på 00 til 600 mikron. [0012] JP 2,003,28,39 beskriver et produksjonsapparat for fremstilling av en komposittfilm som inneholder et termoplastisk polymersjikt som kan bestå av polyuretan. Komposittfilmen er beregnet for store luftskip av ballonger. Framgangsmåten involverer innføring av en smeltet tynn film av termoplastisk polymer ved lamineringsekstrudering mellom fibertekstil og en annen film 20 med en forhåndsbestemt permeabilitet for heliumgass. Linjehastigheter er ikke spesifisert. [0013] JP,292,3 beskriver en ekstruderlamineringsprosess der et polyuretanholdig sjikt skummes opp ved tilsats av et blåsemiddel. [0014] Den foreliggende oppfinnelsen har som formål å imøtegå de begrensede linjehastighetene ved konvensjonell ekstruderbelegging og laminering ved å muliggjøre produksjon av svært tynne 2 filmer av TPU og med en egnet framstillingsmetode. [001] Til dette formål blir det brukt en produksjonsmetode for fremstilling av svært tynne monolittiske sjikt av termoplastisk polyuretan (TPU) som er permeabelt for vanndamp med et 30 transmisjonsforhold for vanndamp på g/m 2 /dag, hvorved TPU ekstruderes eller ekstruderbelegges og/eller lamineres med et ekstruderhode med en munnåpning på 0,60 mm, hvorved ekstruderhastigheten i linja holdes mellom 0 m/min og 200 m/min, og fortrinnsvis ved

4 3 0 m/min, og hvorved ekstruderhodetemperaturen holdes mellom ⁰C og 270⁰C, og fortrinnsvis ved 17⁰C, og hvorved ekstruderkompresjonsforholdet holdes mellom 3,0 og 3,8, og fortrinnsvis ved 3,, og hvorved pressetrykket i ekstruderen holdes mellom bar og 80 bar og fortrinnsvis ved 40 bar, og hvorved det ekstruderte sjiktet med TPU sveises til et substratsjikt ved hjelp av en ekstruderbelegger hvorved den smeltede polymeren strømmer som en relativt tykk film fra ekstruderhodet og deretter i distansen fra ekstruderhodet til dysemunningen strekkes til den svært tynne tykkelsen på 30 til 60 mikrometer og deretter sveises av en pressrulle støttet av en annen rull, på en side av det smeltede polymersjiktet hvorved en kjølerulle utøver mottrykk og kjøler og herder den smeltede filmen, hvoretter det ferdige produktet forlater produksjonsprosessen støttet av en annen styrerull. [0016] Den høye linjehastigheten og de andre ekstruderingsparametrene fører til at en unngår polymerkjedebrudd som hindrer at sjikt brytes i stykker og desintegrerer, som normal kan forventes i disse svært tynne sjiktene, slik at det dannes et stabilt monolittisk og kontinuerlig svært tynt sjikt av TPU med en tykkelse på 30 til 60 mikrometer. 1 [0017] En annen fordel med disse svært tynne sjiktene av TPU er at kostnaden for PU-kjemikaliene reduseres på grunn av den svært lave tykkelsen. [0018] En annen fordel med de svært tynne sjiktene av monolittisk TPU som produseres på denne måten er at de ikke oppviser diskontinuerlighet i sjiktene og kan som sådan inkluderes i produkter. [0019] en annen fordel med disse svært tynne monolittiske sjiktene av TPU er at deres motstand 20 mot UV-stråling og mekanisk slitasje forblir intakt. [0020] Med det formål å gi en bedre visning av trekkene ved oppfinnelsen er det beskrevet en foretrukket utførelsesform av et ekstruderutstyr for fremstilling av svært tynne TPU-sjikt i henhold til oppfinnelsen, med henvisning til de vedlagte figurene, der: Figur 1 viser skjematisk ei frontskisse av ekstruderhodet som brukes til å produsere svært tynne 2 sjikt av TPU i henhold til oppfinnelsen; Figur 2 viser et tverrsnitt i henhold til linja II-II i figur 1; Figur 3 viser skjematisk et tverrsnitt av et ekstruderbeleggingsutstyr som bruker ekstruderhodet i figur 1 og 2;

5 4 Figur 4 viser skjematisk et tverrsnitt av et ekstruderlamineringsutstyr som bruker ekstruderhodet i figur 1 og 2. [0021] Ekstruderhodet som er vist i figur 1 og 2 er av en kjent type med et fordelingskammer 2 med form av en sjikthenger med et innløp 3 for smeltet polymer og to forgreininger 4, som heller nedover og som kommuniserer med et utløp med form av ei tynn smal spalte 6 som strekker seg over bredden av fordelingskammeret 2 av typen sjikthenger (eng: coat hanger) ved ekstruderhodet 1. [0022] Funksjonen for ekstruderhodet 1 i figur 1 er enkel og som følger. Det termoplastiske polyuretan (TPU) smeltes i ekstruderhodet 1 ved en temperatur mellom ⁰C og 270⁰C og aller helst 17⁰C hvoretter polymeren ledes gjennom innløpet 3 i fordelingskammeret 2 i sjikthengerens armer 4, i fordelingskammeret 2. [0023] Polymeren ledes deretter som et svært tynt sjikt gjennom ekstrudermunningen med en justerbar dyse 6 som har blitt justert til en dyseåpning på 600 mikrometer. [0024] Ekstruderhastigheten for polymeren gjennom ekstruderhodet må være tilstrekkelig høy, 1 nemlig mellom 0 og 200 m/min og aller helst ved 0 m/min målt ved den avkjølende motrullen 11. [002] I figur 3 er det illustrert en ekstruderbelegger med et ekstruderhode 1 og en smeltet polymer 7, et substrat 8 og en pressrull 9 med en støtterull, en avkjølende motpresserull 11 og styreruller 12 og 13 som brukes i fremstilling av et svært tynt TPU-basert produkt 14 i henhold til 20 oppfinnelsen. [0026] Ekstruderbeleggerens virkemåte i figur 3 kan forklares som følger. Den smeltede polymeren 2 7 strømmer som en relativt tykk film fra ekstruderhodet 1 og er i distansen fra ekstruderhodet til munningen strukket til den svært tynne tykkelsen på 8 til 0 mikrometer, fortrinnsvis 30 til 60 mikrometer. Filmen blir deretter sveiset av en presserull 9 som støttes av en annen rull til et substrat 8, støttet av en styrerull 12, på en side av det smeltede polymersjiktet 7 hvorved en kjølerull 11 utøver mottrykk og kjøler og herder den smeltede filmen, hvoretter det ferdige produktet 14 forlater produksjonsprosessen støttet av en annen styrerull 13. [0027] I figur 4 er det vist en ekstruderlaminator med et ekstruderhode 1 og en smeltet polymer 7, to substratsjikt 8 og 1, en pressrull 9 med støtterull, en avkjølende mottrykksrull 11 og

6 styreruller 12 og 13 som brukes i fremstilling av et svært tynt TPU-filmbasert laminert produkt 16 i henhold til oppfinnelsen. [0028] Ekstruderlaminatorens virkemåte, vist i figur 4, kan forklares som følger. Den smeltede polymeren 7 strømmer som en relativt tykk film fra ekstruderhodet 1 og blir i avstanden fra ekstruderhodet til munningen strukket til den svært tynne tykkelsen på 30 til 60 mikrometer. Filmen blir deretter sveiset av presserullen 9 på to substrater 8 og 1, på begge sider av det smeltede polymersjiktet 7 hvorved en kjølerull 11 utøver mottrykk og kjøler og herder den smeltede filmen, hvoretter det ferdige produktet 16 forlater produksjonsprosessen støttet av styrerullen 13. [0029] Substratene 8, 1 belagt med et svært tynt TPU-sjikt kan være mangfoldig: porøse og ikkeporøse materialer, vevd og uvevd polymer, fiber og filamenter, film, metallisk film, aluminium, papir, transparent, glassfibervev, tekstiler og andre materialer. [0030] Disse pustende membranmaterialene som inneholder et svært tynt TPU-sjikt, finner anvendelse i mange domener: bygging, bekledning, tekniske tekstiler, medisinske dekksjikt, 1 madrassbeskyttelse, produkter for personlig hygiene.

7 6 Patentkrav 1. Framgangsmåte for fremstilling av svært tynne monolittiske sjikt av termoplastisk polyuretan (TPU) som er permeabelt overfor vanndamp med transmisjonsforhold for vanndamp på g/m 2 /dag, hvorved TPU ekstruderes eller belegges ved ekstrudering og/eller lamineres med et ekstruderhode (1) med en dyseåpning (6) på 0,60 mm, hvorved ekstruderhastigheten i linja (6) holdes mellom 0 m/min og 200 m/min, fortrinnsvis ved 0 m/min, og hvorved ekstruderhodets (1) temperatur holdes mellom ⁰C og 270 ⁰C, og fortrinnsvis ved 17 ⁰C, og hvorved ekstruderens kompresjonsforhold holdes mellom 3,0 og 3,8, og fortrinnsvis ved 3,, og hvorved pressetrykket i ekstruderen holdes mellom bar og 80 bar, og fortrinnsvis ved 40 bar, og at det ekstruderte sjiktet av TPU (7) sveises til et substratsjikt (8) ved hjelp av en ekstruderbelegger hvorved den smeltede polymeren strømmer som en relativt tykk film fra ekstruderhodet (1) og i distansen fra ekstruderhodet til dysa, strekkes til den svært tynne tykkelsen på 30 til 60 mikrometer og deretter sveises av en presserull (9) støttet av en annen rull () til et substrat (8), støttet av en styrerull (12), på en side av det smeltede polymersjiktet (7) hvorved en kjølerull (11) utøver et mottrykk og kjøler og herder den smeltede filmen, hvoretter det ferdige produktet (14) forlater produksjonsprosessen støttet av en annen styrerull (13).

8 Saksutforsker Page 1 of 2

9 Saksutforsker Page 1 of 2