PL225004B1

PL225004B1 - Sposób wytwarzania folii pięciowarstwowej o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości oraz folia pięciowarstwowa o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości

Info

Publication number: PL225004B1
Application number: PL403956A
Authority: PL
Inventors: Oskar Piotr Nawrocki; Bartosz Kasperowicz
Original assignee: Nawrocki Eugeniusz Zphu Kablonex
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2017-02-28
Also published as: BG111486A; BG66801B1; PL403956A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii pięciowarstwowej, oraz folia pięciowarstwowa o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości, mająca zastosowanie do pakowania zgrzewek z napojami lub jakiegokolwiek produktu, przy którym wymaga się sztywnego, szczelnie przylegającego do wyrobu oraz wytrzymałego opakowania. Sposób wytwarzania charakteryzuje się tym, że w całym procesie produkcyjnym stabilizuje się temperatury poszczególnych stref cylindrów każdej wytłaczarki produktu A, B, C, D i E oraz strefy głowicy wytłaczarek, a także ustawia się system automatycznego dozowania wsadu do każdej z wytłaczarek z dokładnością poniżej 0,1%, po czym tworzywo uplastycznione, zhomogenizowane transportowane jest do głowicy formującej tubę o grubości ścianki, korzystnie 1,2 mm, która następnie rozdmuchiwana jest doprowadzonym powietrzem do określonego wymiaru gotowej folii, przemieszcza się rękaw gotowego wyrobu przez pierścień powietrzny i kalibrator, przy czym pierścień chłodzący nadmuchuje na powierzchnię rękawa strumień powietrza schładzając tworzywo poniżej temperatury mięknienia utrwalając jego kształt oraz grubość folii, a następnie rękaw zostaje spłaszczony i nawijany poprzez nawijarkę na gilzę. Otrzymana tym sposobem folia charakteryzuje się tym, że składa się z warstw skrajnych A i E o grubości w przybliżeniu 10% całej warstwy każda i wewnętrznej warstwy C o grubości w przybliżeniu 40% grubości całej warstwy rozdzielonej od warstw zewnętrznych A i E warstwami B i D o grubości w przybliżeniu 20% każda grubości całej warstwy, przy czym warstwy A i E stanowią mieszankę tworzyw zawierająca 78% polietylenu małej gęstości o gęstości 0,921-0,924 g/cm3 , 10% metalocenowego polietylenu liniowego o gęstości 0,923 g/cm3, 12% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm3, 0,7% dodatku antyblockingowego z bazą polietylenową małej gęstości z zawartością 25% krzemionki oraz 4% erukamidu i 1% wysokostężonego węglanu wapnia z bazą polietylenu małej gęstości, o właściwościach: gęstość 1,88 g/cm3, wskaźnik płynięcia 7 g/10 min, zawartość węglanu wapnia 80% i średnica rozmiaru cząstek 3 µm, natomiast warstwy B i D stanowi polietylen o średniej gęstości 0,932g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia 0,5 g/10 min i temperaturze mięknięcia 115°C, natomiast warstwę C stanowi mieszanka tworzyw zawierającą 80% polietylenu o gęstości 0,921-0,924 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia 0,2-0,35 g/10 min i temperaturze mięknięcia 94°C i 20% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii pięciowarstwowej o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości, o nazwie technologii „Kablonex POD” oraz folia pięciowarstwowa o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości, mająca zastosowanie do pakowania zgrzewek z napojami lub jakiegokolwiek produktu, przy którym wymaga się sztywnego, szczelnie przylegającego do wyrobu oraz wytrzymałego opakowania.

Pomimo ciągłego wzrostu zużycia folii a więc wolumenu, tendencja rynkowa wskazuje na k onieczność ciągłego zmniejszania grubości folii w celu zmniejszenia jej wagi przy pakowaniu wyrobu o tych samych gabarytach w celu redukcji kosztów. Aby zwiększyć właściwości wytrzymałościowe folii oraz utrzymać parametry technologiczne wyrobu jednocześnie redukując grubość, coraz częściej obok folii jednowarstwowych wytwarza się folie wielowarstwowe. W tym przypadku folia składa się z warstw różnych tworzyw lub ich mieszanek łącząc w sobie cechy materiałów składowych. Standa rdem powszechnym jest folia trójwarstwowa, jednak wraz z pojawieniem się nowych, zaawansowanych technologicznie materiałów na rynku, w coraz częściej używane są folie pięciowarstwowe. Taka konstrukcja folii daje możliwość zastosowania tworzyw nowej generacji o wysokiej cenie w ilościach st anowiących niewielki procent całej kompozycji, a mimo to wpływających w znacznym stopniu na właściwości wytrzymałościowe oraz technologiczne wyrobu.

Obecnie stosowane przez producentów kompozycje wielowarstwowe składają się z polietylenu niskiej gęstości jako bazę w warstwach zewnętrznych z dodatkiem polietylenu liniowego oraz/lub polietylenu metalocenowego w celu poprawy właściwości optycznych, kurczliwości oraz zgrzewalności, natomiast w warstwach środkowych stosuje się polietylen wysokiej lub średniej gęstości w ilościach dostosowanych do wymagań względem właściwości. Stosowanie polietylenów wysokiej i średniej gęstości wiąże się jednak z pewnymi ograniczeniami jako, że surowce te pomimo poprawy wytrzym ałości mechanicznych folii, negatywnie wpływają na kurczliwość folii, sztywność oraz przezroczystość wyrobu.

Istota wynalazku, którym jest sposób wytwarzania folii pięciowarstwowej o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości poprzez dozowanie składników poszczególnych warstw i mieszanie, po czym przesypanie składników do strefy zasypu cylindra wytłaczarki, charakteryzuje się tym, że w całym procesie produkcyjnym stabilizuje się temperatury poszczególnych stref cylindrów każdej wytłaczarki produktu A, B, C, D i E oraz strefy głowicy wytłaczarek a także ustawia się system automatycznego dozowania wsadu do każdej z wytłaczarek z dokładnością poniżej niż 0,1%, po czym tworzywo uplastycznione, zhomogenizowane transportowane jest do głowicy formującej tubę o grubości ścianki k orzystnie 1,2 mm, która następnie rozdmuchiwana jest doprowadzonym powietrzem do określonego wymiaru gotowej folii, przemieszcza się rękaw gotowego wyrobu przez pierścień powietrzny i kalibrator, przy czym pierścień chłodzący nadmuchuje na powierzchnię rękawa strumień powietrza schładzając tworzywo poniżej temperatury mięknienia utrwalając jego kształt oraz grubość folii, a następnie rękaw zostaje spłaszczony i nawijany poprzez nawijarkę na gilzę.

Tym sposobem otrzymuje się folię pięciowarstwową o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości, będącej przedmiotem wynalazku, którego istota polega na tym, że składa się z warstw skrajnych A i E o grubości w przybliżeniu 10% całej warstwy każda i wewnętrznej warstwy C o grubości w przybliżeniu 40% grubości całej warstwy rozdzielonej od warstw zewnętrznych A i E warstwami B i D o grubości w przybliżeniu 20% każda grubości całej warstwy, przy czym warstwy A i E stanowią mieszankę tworzyw zawierającą 78% polietylenu małej gęstości o gęstości 0,921-0,924 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,2-0,35 g/10 min i temperaturze mięknięcia 94°C, 10% metalocenowego polietylenu linio₃ wego o gęstości 0,923 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,9 g/10 min i temp. mięknięcia 114°C, ₃

12% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C, 0,7% dodatku antyblockingowego z bazą polietylenową małej gę₃ stości z zawartością 25% krzemionki oraz 4% erukamidu o właściwościach: gęstość 0,57 g/cm , wskaźniku płynięcia 0,22 g/10 min, i 1% wysokostężonego węglanu wapnia z bazą polietylenu małej ₃ gęstości, granulowany, o właściwościach: gęstość 1,88 g/cm , wskaźniku płynięcia 7 g/10 min, zawartość węglanu wapnia 80% i średnica rozmiaru cząstek 3 um, natomiast warstwy B i D stanowi polietylen średniej gęstości o gęstości 0,932 g/cm³, wskaźniku szybkości płynięcia 0,5 g/10 min i temperaturze mięknięcia 115°C, natomiast warstwę C stanowi mieszanka tworzyw zawierająca 80% polietylenu ₃ o gęstości 0,921-0,924 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,2-0,35 g/10 min i temperaturze miękPL 225 004 B1 nięcia 94°C i 20% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:

- uzyskanie folii o wysokiej kurczliwości,

- poprawa właściwości mechanicznych i wytrzymałościowych,

- możliwość pakowania zgrzewek z napojami lub dowolnego produktu, gdzie wymagana jest sztywność, szczelne przyleganie do wyrobu oraz wytrzymałość opakowania,

- folia wg wynalazku bardzo dobrze zabezpiecza towar podczas transportu jak również podczas magazynowania.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunku, który przedstawia schemat blokowy sposobu wytwarzania folii pięciowarstwowej o wysokiej wytrzymałości oraz kurc zliwości.

Folia pięciowarstwowa o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości składa się z warstw skrajnych A i E o grubości w przybliżeniu 10% całej warstwy i wewnętrznej warstwy C o grubości w przybliżeniu 40% grubości całej warstwy rozdzielonej od warstw zewnętrznych A i E warstwami B i D o grubości w przybliżeniu 20% każda grubości całej warstwy. Warstwy A i E stanowią mieszankę two₃ rzyw zawierającą 78% polietylenu małej gęstości o gęstości 0,921-0,924 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,2-0,35 g/10 min i temperaturze mięknięcia 94°C, 10% metalocenowego polietylenu linio₃ wego o gęstości 0,923 g/cm , wskaźnika szybkości płynięcia 0,9 g/10 min i temp mięknięcia 114°C, ₃

12% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C, 0,7% dodatku antyblockingowego z bazą polietylenową małej gę₃ stości z zawartością 25% krzemionki oraz 4% erukamidu o właściwościach: gęstość 0,57 g/cm , wskaźniku płynięcia 0,22 g/10 min, i 1% wysokostężonego węglanu wapnia z bazą polietylenu małej ₃ gęstości, granulowany, o właściwościach: gęstość 1,88 g/cm³, wskaźniku płynięcia 7 g/10 min, zawartość węglanu wapnia 80% i średnica rozmiaru cząstek 3 nm. Warstwy B i D stanowi tworzywo wyprodukowane oraz opatentowane przez firmę Total Petrochemical o symbolu 32 ST 05, będące polietyle₃ nem średniej gęstości o gęstości 0,932 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,5 g/10 min i temperaturze mięknięcia 115°C. Warstwę C stanowi mieszanka tworzyw zawierająca 80% polietylenu o gęsto₃ ści 0,921-0,924 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,2-0,35 g/10 min i temperaturze mięknięcia ₃

94°C i 20% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C.

Wynalazek ilustruje poniższy przykład:

Sposób wytwarzania folii pięciowarstwowej o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości dokonuje się poprzez dozowanie składników poszczególnych warstw wymieszanych wstępnie ze sobą, do strefy zasypu cylindrów wytłaczarek linii przystosowanej do produkcji folii pięciowarstwowej z ustabilizowanymi temperaturami według poniższej tabeli:

	Strefa zasy- pu	Strefa cylindra 1	Strefa cylindra 2	Strefa cylindra 3	Strefa cylindra 4	Zmieniacz sita	Strefa głowicy 1	Strefa głowicy 2	Strefa głowicy 3	Strefa głowicy 4
Wytłaczarka A	40	160	180	195	200	205
Wytłaczarka B	40	160	180	200	215	215
Wytłaczarka C	40	160	180	195	200	205	215	215	220	225
Wytłaczarka D	40	160	180	200	215	215
Wytłaczarka E	40	160	180	195	200	205

System automatycznego dozowania wsadu do każdej z wytłaczarek ustawia się z dokładnością poniżej 0,1% dla każdego ze składników. W cylindrach wytłaczarek, materiał zostaje uplastyczniony, homogenizowany i przetransportowany do głowicy, w której połączone zostają ze sobą wszystkie war4

PL 225 004 B1 stwy oraz po opuszczeniu ustnika uformowana zostaje tuba o grubości ścianki 1,2 mm (niezbędna jest grubość ścianki tuby wynosząca 1,2 mm w celu uzyskania określonych właściwości wyrobu). Uform owana tuba zostaje następnie rozdmuchana doprowadzonym do środka powietrzem do rozmiarów stanowiących końcową szerokość wyrobu oraz przemieszczany jest przez pierścień powietrzny i kalibrator, przy czym pierścień chłodzący nadmuchuje na powierzchnię rękawa strumień powietrza schładzając tworzywo poniżej temperatury mięknienia utrwalając jego kształt oraz grubość folii, a następnie rękaw zostaje spłaszczony i nawijany poprzez nawijarkę na gilzę.

Właściwości uzyskanej folii zostały przedstawione w poniższej tabeli.

Rodzaj testu		Folia o grubości 33
Kurczliwość liniowa /%/	Wzdłużna	76
poprzeczna	18
Grubość	min	31
max	35
średnia	33
Wydłużenie przy zrywaniu /%/	wzdłużne	710
poprzeczne	750
Wytrzymałość na rozciąganie /MPa/	wzdłużne	25,2
poprzeczne	24,67
Zamglenie /%/		14
Test spadającego grotu wg ISO 14782	/g/	280

Wynalazek ten wytwarza się w urządzeniu, na które składają się zespoły wytłaczarek 1,2, 3, 4, 5, z których wytłaczarka 1 przetwarza mieszaninę A, wytłaczarka 2 przetwarza mieszaninę B, wytłaczarka 3 mieszaninę C, wytłaczarka 4 mieszaninę D, zaś wytłaczarka 5 mieszaninę E, z których to wytłaczarek uplastycznione oraz zhomogenizowane mieszaniny przemieszczane są do głowicy 6 łączącej warstwy w jedną tubę dalej rozdmuchiwanej doprowadzonym przez głowicę powietrzem 7 do rozmiaru określonego nastawą kosza kalibrującego 8, do strefy którego dostarczane jest z zespołu nadmuchowego 9 powietrze chłodzące, po czym uformowany rękaw przemieszcza się poprzez odciąg 10 składający rękaw do nawijarki 11 taśmy.

Zespół wytłaczarek ma wydajność sumaryczną większą, niż 400 kg/godz. Jako materiał podstawowy w warstwach B i D do przerobu wykorzystano polietylen o handlowej nazwie 32ST05, produkowany przez firmę Total Petrochemical.

Claims

1. Sposób wytwarzania folii pięciowarstwowej o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości poprzez dozowanie składników poszczególnych warstw i mieszanie, po czym przesypanie składników do strefy zasypu cylindra wytłaczarki, znamienny tym, że w całym procesie produkcyjnym stabilizuje się temperatury poszczególnych stref cylindrów każdej wytłaczarki produktu A, B, C, D i E oraz strefy głowicy wytłaczarek, a także ustawia się system automatycznego dozowania wsadu do każdej z w ytłaczarek z dokładnością poniżej niż 0,1%, po czym tworzywo uplastycznione, zhomogenizowane transportowane jest do głowicy formującej tubę o grubości ścianki korzystnie 1,2 mm, która następnie rozdmuchiwana jest doprowadzonym powietrzem do określonego wymiaru gotowej folii, przemieszcza się rękaw gotowego wyrobu przez pierścień powietrzny i kalibrator, przy czym pierścień chłodzący nadmuchuje na powierzchnię rękawa strumień powietrza schładzając tworzywo poniżej temperatury mięknienia utrwalając jego kształt oraz grubość folii, a następnie rękaw zostaje spłaszczony i nawijany poprzez nawijarkę na gilzę.

2. Folia pięciowarstwowa o wysokiej wytrzymałości oraz kurczliwości, znamienna tym, że składa się z warstw skrajnych A i E o grubości w przybliżeniu 10% całej warstwy każda i wewnętrznej warstwy C o grubości w przybliżeniu 40% grubości całej warstwy rozdzielonej od warstw zewnętrzPL 225 004 B1 nych A i E warstwami B i D o grubości w przybliżeniu 20% każda grubości całej warstwy, przy czym warstwy A i E stanowią mieszankę tworzyw zawierającą 78% polietylenu małej gęstości o gęstości 0,921-0,924 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,2-0,35 g/10 min i temperaturze mięknięcia 94°C,

10% metalocenowego polietylenu liniowego o gęstości 0,923 g/cm , wskaźnika szybkości płynięcia ₃

0,9 g/10 min i temperaturze mięknięcia 114°C, 12% monomodalnego polietylenu o gęstości 0,958 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C, 0,7% dodatku antyblockingowego z bazą polietylenową małej gęstości z zawartością 25% krzemionki oraz 4% erukamidu ₃ o właściwościach: gęstość 0,57 g/cm , wskaźniku płynięcia 0,22 g/10 min, i 1% wysokostężonego ₃ węglanu wapnia z bazą polietylenu małej gęstości, granulowany, o właściwościach: gęstość 1,88 g/cm³, wskaźniku płynięcia 7 g/10 min, zawartość węglanu wapnia 80% i średnica rozmiaru cząstek 3 μm, natomiast warstwy B i D stanowi polietylen średniej gęstości o gęstości 0,932 g/cm³, wskaźniku szybkości płynięcia 0,5 g/10 min i temperaturze mięknięcia 115°C, natomiast warstwę C stanowi mieszan₃ ka tworzyw zawierająca 80% polietylenu o gęstości 0,921-0,924 g/cm³, wskaźniku szybkości płynięcia

0,2-0,35 g/10 min i temperaturze mięknięcia 94°C i 20% monomodalnego polietylenu o gęstości ₃

0,958 g/cm , wskaźniku szybkości płynięcia 0,3 g/10 min i temperaturze mięknięcia 132°C.