Термосваривающиеся полимерные пленки, способы тепловой сварки и термосварочное устройство

Термосваривающиеся полимерные пленки, способы тепловой сварки и термосварочное устройство

Реферат

 

Изобретение относится к способам получения многослойного материала из полимерных пленок с линейным сварным швом, к устройству для их осуществления и к изделиям, полученным такими способами. Способ тепловой сварки, по меньшей мере, двух пленок термоусаживающегося полимерного материала включает нагрев пленок, в результате чего материал каждой из пленок сокращается в плоскости и утолщается. Одновременно воздействуют давлением в сжатой зоне таким образом, чтобы получить сварной шов, содержащий соединенную зону и несоединенную зону, в которой пленка утолщается. На начальной стадии нагрев и давление прикладывают к начальной зоне давления. На второй стадии нагрев и давление прикладывают ко второй зоне давления, которая перекрывает начальную зону давления, простирается от границы начальной зоны давления и включает, по меньшей мере, часть остатка сжатой зоны. При этом давление, по меньшей мере, в части начальной зоны, расположенной смежно с границей сжатой зоны, снижается. По меньшей мере, один из сварочных элементов прокатывают относительно другого сварочного элемента. Нагрев и давление поддерживают в зоне перекрытия от начала начальной стадии до конца второй стадии. По второму варианту способа стадия раскрытия сварочных шин состоит в прокатке шин относительно друг друга поверх расширений указанных шин на одной стороне сварного шва. Указанные расширения выдерживают при температуре, ниже минимальной температуры сварки. Расширения удерживают материал в процессе, по меньшей мере, части периода охлаждения, чтобы снизить усадку сварного шва в его продольном направлении. Описан также получаемый многослойный материал со сварным швом, пакет из термосвариваемого полимерного материала и термосварочное устройство для осуществления способа. Изобретение позволяет получить сварной шов, имеющий высокую прочность на отрыв при ударе. 6 с. и 32 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к способам получения многослойного материала из полимерных пленок с линейным сварным швом, к устройству для их осуществления и к изделиям, полученным такими способами.

При транспортировке или хранении заполненного пакета необходимо иметь прочные пакеты с высокой прочностью на отрыв при ударе, которая, в частности, требуется, когда сварным швом является сварной шов дна или верха так называемого прочного пакета для тяжелых грузов, или промышленного пакета, который должен быть изготовлен так, чтобы быть устойчивым к удару от случайных падений. В развитых странах обычным является требование, чтобы заполненный пакет был способен выдерживать циклы падения на каждую из его сторон с высоты не менее 2 м, тогда как в развивающихся странах, где обработка пакетов часто является намного более грубой, часто требуется высота падения 4 м.

Проводится различие между падениями "на плоскость", т.е. падениями на одну из двух главных поверхностей, падениями "на ребро", т.е. на одну из двух меньших поверхностей, перпендикулярных верху и дну, "верхними падениями" и "нижними падениями", т.е. падениями на верх и дно соответственно.

Когда заполненный термосваренный пакет падает на верх и дно, ударное воздействие на сварные швы верха и дна является незначительным.

"Падения на ребро" вызывают прямое открывающее действие на сварные швы как верха, так и дна.

Открывающее действие при "падениях на плоскость" является незначительным, если пакет является простым "пакетом-вкладышем" без фальцев. Однако в течение многих лет в промышленной упаковке имеется тенденция к использованию пакетов с фальцами, все более и более практикуемому при "формировании-заполнении и сварке", где процесс начинается трубой с фальцем из барабана, и на одной механизированной линии последовательно сваривают дно, режут трубы на отрезки с получением пакетов с открытой горловиной, заполняют пакет и сваривают верх.

Когда промышленный заполненный термосваренный пакет с фальцами падает на "плоскость" и без использования специальных предосторожностей при сварке, имеет место сильное смещение типа отрыва, которое также может быть описано как разрыв в четырех точках, где внутренние складки фальцев пересекаются со сварными швами. Это вызывает горизонтальный выброс содержимого пакета при ударе в результате разрыва в фальцах силами, сконцентрированными вокруг внутренних складок фальцев.

Это означает, что места в сварных швах верха и дна, где эти сварные швы пересекаются с внутренними складками фальцев, подвергаются воздействию особенно больших усилий на отрыв при ударе или разрыв при ударе. Ситуация усложняется тем, что в этих местах сварные швы являются относительно слабыми благодаря переходу материала пакета от "2-хслойного" и 4-хслойному".

Обычно для устранения этих недостатков используются два, так называемых, "сварных K-швах" в каждом углу, швов, расположенных под углом 45^o к дну и верху, начинающихся в вышеуказанных точках пересечения и соединяющих наружный слой со смежным слоем в фальце, но без соединения слоя фальца с слоем фальца.

При обращении к прямому отрыву при ударе, имеющему место в процессе "падений на грань", это является наиболее критическим в "2-хслойных" частях сварного шва, где они граничат с "3-хслойными" или "4-хслойными" частями, т. е. продольный шов (если такой шов присутствует).

Когда пакеты случайно падают, скорость, при которой имеет место отрыв (разрыв), часто превышает 5 мс^-1. Стандартизированные лабораторные испытания на прочность сварного шва выполняются при намного меньших скоростях, и было установлено, что они не имеют какого-либо значения для оценки практической характеристики, когда пакет падает. Поэтому эти испытания часто дают прямо дезориентирующие результаты, когда сравниваются различные полимерные материалы или различные типы сварных швов. Для сравнений было использовано упрощенное испытание на отрыв при ударе и упрощенное испытание на разрыв при ударе со скоростью около 5,5 мс^-1. Это испытание ниже поясняется на примере.

При рациональном выполнении (обычно линейных) сварных швов верха и сварных швов дна в пакете задачей является улучшение прочности на отрыв при ударе посредством утолщения через сокращение в его плоскости материала в соединенной зоне и в ближайших смежных зонах несоединенного пленочного материала. Очевидно, что это требуется только на стороне сварного шва, который предназначается для высокой прочности на отрыв при ударе, т.е. стороне, смежной с содержимым пакета. Это обычно достигается конусностью концов свариваемых полос или аналогичным образом при плавном переходе между соединенными и несоединенными зонами пленочного многослойного материала. Точнее положительным эффектом сглаживания является то, что граничная зона сварного шва, которая не является соединенной, участвует в утолщении через сокращение в перпендикулярном направлении к линейному сварному шву. (В данном контексте все, что является расплавленным, считается "сварным швом" без ограничения этим термином соединенной части пленочного многослойного материала).

Однако при необходимости уменьшения толщины пленочных материалов для изготовления пакетов, что является результатом экологических требований и требований экономии энергии, имеется и далее будет возрастать необходимость в намного более эффективном увеличении прочности на отрыв сварного шва при ударе. Первая промышленная реализация такого снижения толщины основана на использовании более жестких полимерных композиций и более высоких степеней ориентации расплава, в частности, соэкструдированных пленок с высокоориентированным расплавом, комбинирующих ПЭВП и ЛПЭНП. Последняя стадия в таких разработках, внедряемая сейчас промышленностью, комбинирует подобную соэкструзионную технологию с поперечным ламинированием (ламинирование с главными направлениями ориентационного перекрещивания) и последующим двухосным растяжением. Изобретения, включающие эту технологию, указаны во введении к патенту WO 93/14928.

Понятно, что уменьшение толщины в его собственном значении снижает прочность на отрыв при ударе. К тому же, эта прочность сильно зависит от жесткости материала, как указано, уменьшение толщины требует использования увеличенной жесткости, что снижает прочность на отрыв при ударе еще более. Чем выше жесткость, тем ниже эта прочность. Причина этого в том, что прочность на отрыв при ударе зависит от способности материала деформироваться эластично и деформироваться непрерывно в "линии отрыва" вместо разрушения и подвергаться такой непрерывной деформации с достаточной скоростью. (Если сварной шов повреждается при отрыве при ударе, это обычно обусловлено разрывом, но не расслоением). Кроме того, чем жестче пленочный материал, тем ниже его способность воспринимать часть энергии удара при эластичных изменениях в окружении сварного шва.

Другие проблемы связаны с ориентацией, которая является важным фактором в снижении толщины. Фигура 1 иллюстрирует это. Ориентация теряется в сварном шве, включая его несоединенные границы. В соединенной части это не имеет значения, потому что толщина становится двойной, но в несоединенных частях устранение ориентации снижает ударную прочность. (Необязательно снижать прочность при низких скоростях отрыва, когда материал имеет время для удлинения и ориентации).

Главным ограничивающим фактором в снижении толщины является "непрочность" пленки, которая делает трудным производство пакета или обработку незаполненного пакета. В вышеуказанном патенте WO 93/1428 рассматривается значительное улучшение этого специальным способом холодного растяжения, который обеспечивает волнистое поперечное сечение с утолщенными верхними частями. На чертежах это показано на микрофотографии, фиг. 4. (Это относится к пленочному материалу, действительно использованному в примере 1). Из этого понятно, что эта структура, которая является необходимой для значительного уменьшения толщины, благодаря комбинациям толщины также влечет за собой улучшение структуры сварного шва. (Колебания толщины имеют незначительное влияние на основные прочностные свойства пленки, так как более толстые участки растягиваются более сильно).

В экспериментах, предшествующих настоящему изобретению, были сделаны попытки улучшить прочность сварного шва на отрыв путем использования плоских сваривающихся поверхностей, помещенных под углом 5-15^o друг к другу с углом раствора к стороне, где требуется такая прочность на отрыв, чтобы обеспечить утолщение в этой стороне. Это дает значительно улучшенные результаты при сваривании даже относительно толстого пленочного многослойного материала, но результаты являются недостаточными или даже ухудшающими в случае значительных колебаний толщины, например, при переходе около внутренней складки фальца в пакете. Очевидно, что объяснение этого состоит в том, что такое сваривание дает граничную линию, которая отклоняется от прямолинейности очень намного, когда имеются некоторые колебания толщины, и что прямолинейность этой границы является условием хорошей прочности на отрыв при ударе.

Наиболее близким известным техническим решением к заявленному изобретению является способ тепловой сварки, по меньшей мере, двух пленок термоусаживающего полимерного материала линейным сварным швом высокопрочным на отрыв при ударе от одной предпочтительной стороны, между парой противоположных сварочных элементов, в котором две пленки подвергают нагреву, в результате чего материал каждой из пленок сокращается в плоскости и утолщается, и одновременному воздействию давления в сжатой зоне таким образом, чтобы получить сварной шов, содержащий соединенную зону и несоединенную зону, в которой пленка утолщается, причем на начальной стадии нагрев и давление прикладывают к начальной зоне давления, а на второй стадии нагрев и давление прикладывают ко второй зоне давления, которая перекрывает начальную зону давления, далее простирается от границы начальной зоны давления и включает, по меньшей мере, часть остатка сжатой зоны, при этом давление, по меньшей мере, в части начальной зоны давления, расположенной смежно с границей сжатой зоны, снижается (патент GB N 943457, кл. В 65 В 51/14, 1963).

Недостатком известного технического решения является недостаточная прочность сварного шва на отрыв при ударе.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание такого способа тепловой сварки, по меньшей мере, двух пленок термоусаживающегося полимерного материала, который устраняет вышеуказанные недостатки и позволяет получить сварной шов, высокопрочный на отрыв, отвечающий современным требованиям.

Это достигается тем, что в способе тепловой сварки, по меньшей мере, двух пленок термоусаживающегося полимерного материала линейным сварным швом, высокопрочным на отрыв при ударе от одной предпочтительной стороны, между парой противоположных сварочных элементов, в котором две пленки подвергают нагреву, в результате чего материал каждой из пленок сокращается в плоскости и утолщается, и одновременному воздействию давления в сжатой зоне таким образом, чтобы получить сварной шов, содержащий соединенную зону и несоединенную зону, в которой пленка утолщается, причем на начальной стадии нагрев и давление прикладывают к начальной зоне давления, а на второй стадии нагрев и давление прикладывают ко второй зоне давления, которая перекрывает начальную зону давления, далее простирается от границы начальной зоны давления и включает, по меньшей мере, часть остатка сжатой зоны, при этом давление, по меньшей мере, в части начальной зоны давления, расположенной смежно с границей сжатой зоны, снижается, по меньшей мере, один из сварочных элементов прокатывают относительно другого сварочного элемента так, что нагрев и давление поддерживаются в зоне перекрытия от начала начальной стадии до конца второй стадии.

В предпочтительном варианте на конечной стадии нагрев и давление прикладывают к конечной зоне нагрева и давления, которая включает часть второй зоны и далее простирается от границы сжатой зоны, противоположной предпочтительной стороне, при этом нагрев и давление поддерживают, по меньшей мере, в части сжатой зоны в течение периода от начала начальной стадии до конца конечной стадии.

В другом предпочтительном варианте зону давления, к которой нагрев и давление подводятся в любой момент времени, непрерывно перемещают от начальной зоны давления через вторую и конечную зоны.

Конечная зона давления может иметь большую ширину, чем начальная зона давления.

В еще одном предпочтительном варианте пленки на предпочтительной стороне начинают отрываться после второй стадии и пока материал пленок на предпочтительной стороне соединенной зоны, которая является утолщенной, является еще расплавленным.

Возможно осуществлять отрыв в расплавленном состоянии в такой степени, что в конечном изделии создается угол не менее 45^o между самыми внутренними поверхностями двух наружных пленок многослойного материала в несоединенной зоне.

В конце процесса сварки самое высокое давление сварки можно прикладывать по границе сварного шва, противоположной предпочтительной стороне.

По меньшей мере, один из сварочных элементов может иметь овальную форму, так что при прокатке по отношению к другому элементу различная ширина материала подвергается воздействию давления и нагрева между элементами.

Поверхность, по меньшей мере, одного сварочного элемента может являться в основном клиновидной, причем начальная зона давления начинается в виде ленты, включая верх клина и часть обеих сторон клина, и на второй стадии нагрев и давление подводят ко второй зоне давления при взаимной прокатке между противоположными сварочными элементами, имеющей место поверх верха клина так, что после прокатки вторая зона давления определяется давлением, оказываемым полной шириной одной стороны клина, и давление в основном снимается с другой стороны клина.

Целесообразно осуществлять импульсную сварку или сварку при постоянной температуре между парой сварочных шин, при этом клиновидный сварочный элемент является одной из сварочных шин.

В еще одном варианте осуществления способа в то время, как одна сварочная шина является в основном клиновидной формы, другая шина является в основном плоской и монтируется на упругом основании.

Сварку можно осуществлять между парой противоположных лент, причем клиновидный сварочный элемент является одной из сварочных лент.

Полимерная композиция, температура сварки и характеристики поверхности сварочных шин, используемых для подачи давления на второй стадии, могут быть выбраны таким образом, чтобы сделать полимерный материал на поверхности двух пленок прилипающим к сварочным элементам также после снятия давления сварки.

Для высвобождения сваренного многослойного пленочного материала от сварочных элементов могут быть использованы вспомогательные шины.

В другом предпочтительном варианте после приложения нагрева и давления образуется соединенная зона и несоединенная зона, материал в сварном шве охлаждают, тогда как продольную усадку сварного шва сводят к минимуму при воздействии на пленки в зоне, расположенной за пределами сварного шва, противоположного предпочтительной стороне, механического усилия, препятствующего усадке.

После окончания сварки сварочные элементы могут дополнительно взаимно прокатываться поверх одного или более расширений, расположенных к стороне части элемента, подводящей вторую зону давления, противоположной стороне, предпочтительной для отрыва, с полным снятием в результате давления сварки, причем указанное расширение выдерживается при температуре ниже температуры, требующейся для сварки, и расширения предназначены для удерживания пленочного многослойного материала в процессе, по меньшей мере, части периода охлаждения.

Целесообразным является охлаждение материала продувкой охлаждающего воздуха, по меньшей мере, одной поверхности сварного шва в процессе приложения препятствующего усадке усилия, причем охлаждающий воздух может проходить через зоны расширений, которые удерживают пленочный многослойный материал, при этом расширения выполняют в несплошном виде для образования этого прохода.

Технический результат достигается также тем, что в способе тепловой сварки, по меньшей мере, двух пленок ориентированного полимерного материала, в котором две пленки подвергают нагреву, в результате чего материал каждой пленки сжимается в плоскости пленки и утолщается, и одновременно подвергают воздействию давления в сжатой зоне так, чтобы получить сварной шов, содержащий соединенную зону и, по меньшей мере, на одной стороне несоединенную зону, в которой пленка образует утолщение, причем нагрев и давление прилагают сварочными шинами, а сварной шов является линейным, стадия раскрытия сварочных шин состоит в прокатке шин относительно друг друга поверх расширений указанных шин на одной стороне сварного шва, причем указанные расширения выдерживают при температуре ниже минимальной температуры сварки, при этом расширения приспосабливают для удерживания пленочного многослойного материала в процессе, по меньшей мере, части периода охлаждения так, чтобы снизить усадку сварного шва в его продольном направлении.

Еще одним аспектом изобретения является многослойный термосвариваемый полимерный материал со сварным швом, полученным вышеописанным ранее способом.

Другим аспектом изобретения является многослойный пленочный материал со сварным швом, высокопрочным на отрыв при ударе, имеющим утолщение, полученное посредством сокращения материала в плоскости пленки в соединенной зоне и в непосредственно смежных несоединенных зонах несоединенного пленочного материала на предпочтительной стороне сварного шва, в котором утолщение в зонах несоединенного пленочного материала имеет, по меньшей мере, двойную толщину наружных пленок многослойного материала на расстоянии от границы соединения, которое составляет, по меньшей мере, двойную толщину пленки без утолщения, причем самые внутренние поверхности двух наружных пленок многослойного материала в несоединенных зонах, где эти зоны граничат с соединенными зонами, расположены под углом не менее 45^o.

Еще одним аспектом изобретения является пакет из термосвариваемого полимерного материала со сварным швом на дне и в верхней части, полученный вышеописанным ранее способом или содержащий вышеуказанный многослойный материал.

Целесообразно, чтобы пакет имел фальцы.

Еще одним аспектом изобретения является термосварочное устройство, включающее устройство тепловой сварки, содержащее противоположные сварочные элементы, нагревательное средство для нагрева, по меньшей мере, одного из сварочных элементов, приводное устройство для взаимного перемещения элементов друг к другу во время нагрева и для перемещения элементов друг от друга, средство для подачи многослойного материала, состоящего, по меньшей мере, из двух полимерных пленок, в устройство тепловой сварки так, что многослойный материал находится между сварочными элементами, и средство для перемещения термосваренного многослойного материала из устройства тепловой сварки, причем сварочные элементы выполнены с возможностью одновременного подведения нагрева и давления к пленочному многослойному материалу между начальными зонами элементов по всей начальной зоне давления и одновременного подведения нагрева и давления к пленочному многослойному материалу по второй зоне давления, которая перекрывает начальную зону давления, в котором, по меньшей мере, один из сварочных элементов выполнен с возможностью прокатки относительно другого сварочного элемента и включает начальную зону для подведения нагрева и давления к многослойному материалу по всей начальной зоне давления и вторую зону, которая перекрывает начальную зону элементов и включает участок, который является наружным, но смежным с начальной зоной элемента.

В предпочтительном варианте сварочные элементы выполнены с возможностью одновременного подведения нагрева и давления по всей конечной зоне давления на многослойный материал между конечными зонами элементов.

Конечные зоны элементов могут иметь большую ширину, чем начальные зоны элементов.

Один из сварочных элементов может быть выполнен овальным, а другой по существу плоским.

В еще одном варианте один из сварочных элементов выполнен в основном клиновидным, а другой выполнен по существу плоским, а вершина клина и часть каждой стороны клина образует начальную зону элемента, при этом при прокатке клина около вершины одна из по существу прямых сторон элемента по существу параллельна другому сварочному элементу для перемещения второй зоны элемента, причем другая сторона клина перемещается от другого сварочного элемента.

Другой сварочный элемент может быть установлен на упругой основе.

Сварочными элементами могут быть шины.

Сварочными элементами могут быть ленты, которые выполнены подвижными в направлении, являющемся продольным по отношению к лентам, и в машинном направлении устройства.

Вышеуказанное устройство может содержать систему конвейерных лент, расположенных ниже пары сварочных лент, которая транспортирует полимерный материал через устройство тепловой сварки, и средство для подачи полимерного материала в устройство тепловой сварки с провисанием материала между сварочными лентами и конвейерными лентами.

Устройство тепловой сварки может дополнительно содержать подвижные шины для отсоединения пленочного материала от сварочных элементов после того, как сварочные элементы отводятся друг от друга для высвобождения термосваренного многослойного материала.

Устройство тепловой сварки может также содержать вспомогательные шины для отрыва сварного шва от сварочной шины.

В еще одном варианте противоположные сварочные элементы могут включать каждый, по меньшей мере, одно расширение, расположенное за краем второй зоны элементов, противоположной начальной зоне элементов, причем расширения поддерживаются при температуре ниже заданной минимальной температуры сварки, при этом устройство включает средство для перемещения расширений друг к другу с передачей механического усилия на пленочный многослойный материал для предотвращения последнего от усадки в направлении по длине сварочных элементов.

В другом варианте устройство тепловой сварки включает охлаждающее средство для охлаждения материала в сварном шве пленочного многослойного материала после формования сварного шва.

Охлаждающее средство может включать воздуходувку для направления холодного воздуха на сварной шов.

Возможно выполнение расширений, по меньшей мере, на одном сварочном элементе несплошными вдоль элемента, поэтому охлаждающий воздух может проходить через расширения поперек поверхности пленочного многослойного материала.

В предложенном способе согласно изобретению термосваривания, по меньшей мере, двух пленок термоусаживающегося полимерного материала, причем сварной шов является линейным и предназначается для высокой прочности на отрыв при ударе с одной определенной стороны, две пленки подвергают нагреву, в результате чего материал в каждой пленке сокращается в плоскости одной пленки и утолщается, и одновременно подвергают воздействию давления в сжатой зоне так, чтобы получить сварной шов, содержащий соединенную зону и, по меньшей мере, на предопределенной стороне, несоединенную зону, в которой пленка утолщается, в котором на первой стадии нагрев и давление подводят в пределах начальной зоны давления, составленной частью сжатой зоны, включая границу сжатой зоны, расположенной на указанной предопределенной стороне, а на второй стадии нагрев и давление подводят в пределах второй зоны давления, которая перекрывает начальную зону давления и простирается от границы указанной начальной зоны давления, противоположной границе сжатой зоны, расположенной на указанной предопределенной стороне, и включает, по меньшей мере, часть остатка сжатой зоны, смежного с указанной начальной зоной давления, и давление, по меньшей мере, в части начальной зоны давления, расположенной смежно с границей указанной сжатой зоной, снижается, причем способ отличается тем, что нагрев и давление поддерживают в указанной зоне перекрытия от начала начальной стадии до конца второй стадии.

В предпочтительном способе на конечной стадии нагрев и давление подводят в пределах конечной зоны нагрева и давления, которая включает границу сжатой зоны, противоположной указанной предопределенной стороне, и в которой нагрев и давление поддерживают, по меньшей мере, в части сжатой зоны в течение периода от начала конечной стадии до конца конечной стадии.

Вторая стадия может быть конечной стадией, но предпочтительно конечная стадия не следует непосредственно за первой стадией, т.е. вторая стадия является отдельной от конечной стадии. Имеется предпочтительно непрерывное распространение от первой через вторую и конечную стадии.

Предпочтительно, чтобы конечная зона давления была шире, чем начальная зона давления.

Следовательно, первый аспект настоящего изобретения касается увеличения утолщения в критической части сварного шва, который в то же самое время дает возможность образования достаточно прямой границы между соединенной и несоединенной зонами. Он отличается применением сварочных элементов, которые при взаимном прокатывании между парой таких элементов могут изменить ширину полосы в пленочном многослойном материале, что происходит как при нагреве, так и под давлением, с получением в результате первой части указанной полосы, причем эта первая часть занимает только часть конечной ширины сварного шва и располагается на стороне, предопределенной для отрыва, и затем при взаимном прокатывании с увеличением ширины полосы и снятием давления сваривания на указанной предопределенной стороне.

На первой стадии способа устанавливается относительно прямая граница, а на последующей части способа обеспечивается значительное утолщение в то же самое время, когда сварной шов расширяется и поэтому становится способным воспринимать сильные удары в его продольном направлении, в частности, от разрыва при ударе, когда пакет падает на плоскость.

В предпочтительном варианте способа несоединенные, но термообработанные и утолщенные зоны сварного шва на стороне, предопределенной для сопротивления отрыву в конечном изделии отрываются, когда еще прилипают к сварочным шинам и когда материал является еще расплавленным (называется далее как горячий отрыв).

Указанный горячий отрыв предпочтительно осуществляется в пределах создания в конечном изделии угла не менее 45^o между самыми внутренними поверхностями двух наружных пленок многослойного материала в несоединенных, но утолщенных зонах, где эти зоны граничат с соединенными зонами.

Эффекты горячего отрыва иллюстрируются специально на фигурах 3a и 3b, и понятно, что это увеличивает сопротивление холодному отрыву в конечном продукте.

Кроме того, первый аспект изобретения предпочтительно осуществляется таким образом, что в конце процесса сварки (на конечной стадии) самое высокое давление сварки прикладывается на стороне сварного шва, противоположной указанной предопределенной стороне. Это способствует утолщению сварного шва в стороне, где это является важным (т.е. в предопределенной стороне), и расплавленный материал может даже сжиматься от стороны, где толщина сварного шва не имеет значения, к стороне, где она является важной.

Настоящее изобретение предпочтительно включает пропускание полимерного материала между парой сварочных элементов, которые подводят тепло и давление. По меньшей мере, один из элементов имеет форму, предусмотренную таким образом, что при взаимной прокатке достигается требуемый эффект. Например, один из элементов может быть плоским, а другой может иметь по существу овальную или эллипсоидную форму, так что при прокатке изменение ширины материала происходит под воздействием давления и нагрева.

Точнее говоря, первый аспект изобретения предпочтительно осуществляется таким образом, что поверхность, по меньшей мере, одного сварочного элемента является в основном клиновидной, полоса, которая находится как под давлением, так и под нагревом начинается как полоса, включающая верх клина и часть обеих сторон клина, и взаимная прокатка имеет место поверх верха клина, так что после прокатки нагрев и давление распространяются в основном на полную ширину одной стороны клина, и давление в основном ослабляется с другой стороны клина.

Вершина клина может быть криволинейной или сглаженной. Прокатка предпочтительно имеет место около вершины или центра кривизны криволинейной вершины.

Таким образом, начальная стадия тепловой сварки начинается с углом между двумя сварочными элементами, открывающимся к стороне, где требуется высокая прочность на отрыв при ударе, подобно вышеуказанным "предшествующим экспериментам", но в устройстве, которое обеспечивает легкое регулирование этого угла для получения для данного многослойного пленочного материала наилучшего согласования между прямой границей и высоким нарастанием по толщине.

Для того чтобы достигнуть вышеуказанный отрыв в расплавленном состоянии, полимерная композиция, температура сварки и поверхность сварочных элементов предпочтительно модифицируются, чтобы сделать поверхности пленочного многослойного материала прилипающими к сварочным шинам также после снятия давления сварки.

Предпочтительно имеется использование вспомогательных шин для участия в действии горячего отрыва и для обеспечения освобождения сваренного пленочного многослойного материала от сварочных шин несмотря на заданное относительно сильное сцепление между пленочным материалом и шинами.

Как показано на фиг. 2, практический путь конструирования оборудования для осуществления первого аспекта изобретения состоит в использовании пары сварочных шин, причем одна сварочная шина обычно является клиновидной, тогда как другая обычно является плоской и является упругой. Упругость может быть достигнута традиционным путем, показанным на этой фигуре, где имеется относительно тонкая пластина жесткого тепло-и электроизоляционного материала ("асбестовый заменитель") между лентой нагревателя и фактически упругим материалом (Si-каучук). Это, как известно, обеспечивает сварку пленочных многослойных материалов сильно отличающейся толщины, особенно, материала пакета, включающего фальцы и/или продольный сварной шов. Альтернативно упругость может быть достигнута при условиях использования пленки, усиленной Si-каучуком по ленте нагревателя. Подобная лента, усиленная Si- каучуком, может быть использована при условиях использования на клиновидной сварочной шине.

Дальнейшая разработка способа согласно первому аспекту настоящего изобретения отличается тем, что после окончания сварки сварочные элементы дополнительно взаимно прокатываются поверх одного или более расширений, расположенных к стороне части элемента, подводящей вторую зону давления, противоположной стороне, предопределенной для отрыва, с полным снятием в результате давления сварки, причем указанное расширение выдерживается при температуре ниже температуры, требующейся для сварки, и расширения предназначены для удерживания пленочного многослойного материала в процессе, по меньшей мере, части периода охлаждения так, чтобы избежать или уменьшить усадку сварного шва в его продольном направлении.

Охлаждение предпочтительно выполняется продувкой охлаждающего воздуха, по меньшей мере, на одну поверхность сварного шва в процессе периода удерживания.

Использование прокатывающего движения сварочных элементов относительно друг друга в комбинации с охлаждением является вторым аспектом настоящего изобретения и может осуществляться независимо от первого аспекта.

В этом другом аспекте предусматривается способ сварки, по меньшей мере, двух пленок термоусаживающегося полимерного материала, в котором две пленки подвергают нагреву, поэтому материал в каждой пленке сокращается в плоскости пленки и утолщается и одновременно подвергают воздействию давления в сжатой зоне, так, что получается сварной шов, содержащий соединенную зону и, по меньшей мере, на одной стороне несоединенную зону, в которой пленка утолщается, причем нагрев и давление подводят сварочными элементами, и сварной шов является линейным, отличающийся тем, что стадия введения сварочных элементов состоит в прокатке шин относительно друг друга поверх расширений указанных элементов на одной стороне сварного шва, причем указанные расширения поддерживают при температуре ниже минимальной температуры сварки, и расширения предназначены удерживать пленочный многослойный материал в процессе, по меньшей мере, части периода охлаждения так, чтобы уменьшить усадку сварного шва в его продольном направлении.

Изобретение также содержит изделия, полученные описанными способами, и устройство, элементы конструкции которого видны из описания способов.

Устройство согласно изобретению включает устройство тепловой сварки, содержащее противоположные сварочные элементы, нагревательное средство для нагрева, по меньшей мере, одного из сварочных элементов, приводное устройство для взаимного перемещения элементов друг к другу, во время нагрева, и для перемещения элементов друг от друга, средство для подачи многослойного материала, по меньшей мере, из двух полимерных пленок в устройство тепловой сварки, так что многослойный материал находится между сварочными элементами, и средство для перемещения сваренного многослойного материала от устройства тепловой сварки, отличающееся тем, что сварочные элементы выполнены с возможностью одновременного подведения нагрева и давления к пленочному многослойному материалу между начальными зонами элементов по всей начальной зоне давления на многослойный материал и одно