PL225648B1

PL225648B1 - Sposób wytwarzania granulatu do produkcji polietylenowych folii paroprzepuszczalnych

Info

Publication number: PL225648B1
Application number: PL403393A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Stasiek; Dariusz Łubkowski; Mariusz Błaszkowski
Original assignee: Inst Inżynierii Materiałów Polimerowych I Barwników
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2017-05-31
Also published as: PL403393A1

Abstract

Sposób wytwarzania granulatu do produkcji polietylenowych folii paroprzepuszczalnych zawierających węglan wapnia oraz kopolimer etylenu i octanu winylu, charakteryzuje się tym, że węglan wapnia w ilości do 50% miesza się z granulatem kopolimeru etylenu i octanu winylu w ilości od 0,5 do 10% masowych, oraz z granulatem metalocenowego kopolimeru etylenu i heksenu w ilości od 20 do 50% masowych, oraz z granulatem polietylenu w ilości od 5 do 20% masowych. Mieszaninę tę wytłacza się następnie przy użyciu wytłaczarki wieloślimakowej, korzystnie dwuślimakowej o specjalnej konfiguracji ślimaków, przy zastosowaniu temperatury poszczególnych stref grzewczych cylindra wytłaczarki co najmniej 150°C i prędkości obrotowej ślimaków w zakresie do 950 min-1.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulatu do produkcji polietylenowych folii paroprzepuszczalnych.

Z opisów patentowych znane są komponenty folii paroprzepuszczalnych takie jak węglan wapnia (WO 03/050167) oraz kopolimer etylenu i octanu winylu (EP 1970402). W praktyce handlowej szczegółowy skład jakościowy i ilościowy granulatów do produkcji folii paroprzepuszczalnych jak również sam sposób wytwarzania takiego granulatu objęty jest tajemnicą przedsiębiorstwa. Z literatury naukowej i patentowej wynika, że w celu otrzymania folii o przepuszczalności pary wodnej w granicach od 3000 do 4000 g/m /24 h przy 23°C i 85% wilgotności stosuje się napełniacz w postaci węglanu wapnia w ilości od 50 do 70% masowych. Tak duży udział tego napełniacza powoduje konieczność dozowania go do wytłaczarki dwuślimakowej w dwóch lub trzech miejscach, najczęściej do leja zas ypowego wraz granulatem polietylenu, oraz do stopu tworzywa za pomocą dozowników bocznych. Taki sposób wytwarzania wymaga skomplikowanej konfiguracji wytłaczarki dwuślimakowej i tym samym dużych nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

Istotę wynalazku stanowi sposób wytwarzania granulatu do produkcji polietylenowych folii par oprzepuszczalnych zawierających węglan wapnia oraz kopolimer etylenu i octanu winylu, w którym węglan wapnia w ilości do 50% miesza się z granulatem kopolimeru etylenu i octanu winylu w ilości od 0,5 do 10% masowych oraz z granulatem metalocenowego kopolimeru etylenu i heksenu w ilości od 20 do 50% masowych oraz z granulatem polietylenu w ilości od 5 do 20% masowych. Mieszaninę tą wytłacza się następnie przy użyciu wytłaczarki wieloślimakowej, korzystnie dwuślimakowej o konfiguracji ślimaków zawierającej strefę wstępnego uplastycznienia, w skład której wchodzą co najmniej dwa segmenty o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz, strefę mieszania, w skład której wchodzą co najmniej cztery segmenty, dwa o prawym oraz dwa o lewym ki erunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz, trzecią strefę mieszania, w skład której wchodzą co najmniej dwa segmenty o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej k olejnych grzbietów tarcz oraz czwartą strefę mieszania, w skład której wchodzą co najmniej cztery segmenty, dwa o prawym oraz dwa o lewym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz, przy zastosowaniu temperatury poszczególnych stref grzewczych cylindra wytłaczarki co najmniej 150°C i prędkości obrotowej ślimaków w zakresie do 950 min^- . Korzystne jest, gdy granulat miesza się dodatkowo z przeciwutleniaczem fenolowym, korzystnie z antyutleniaczem fosforanowo-fenolowym na bazie polietylenu niskiej gęstości o stężeniu 10% w ilości do 5% masowych. Ponadto, optymalne jest stosowanie temperatury w pierwszej strefie grzewczej cylindra wytłaczarki w zakresie od 150 do 230°C, w drugiej strefie od 180 do 220°C, w trzeciej, czwartej i ewentualnie kolejnych strefach od 190 do 210°C, zaś temperatura głowicy wytłaczarki od 190 do 210°C, natomiast prędkości obrotowej ślimaków w zakresie od 400 do 500 min^- . Stosowane komponenty granulatu można mieszać mechanicznie, a następnie mieszaninę tą umieszczać w leju wytłaczarki lub dozować do strefy zasilania wytłaczarki poprzez grawimetryczny układ dozujący.

Sposób wytwarzania granulatu do produkcji polietylenowych folii paroprzepuszczalnych według wynalazku umożliwia zastosowanie zredukowanej ilości węglanu wapnia oraz uproszczonej konstrukcji wytłaczarki, korzystnie dwuślimakowej, która polega na wyeliminowaniu potrzeby dozowania węglanu wapnia do stopu tworzywa za pomocą dozowników bocznych. Folie wytworzone z granulatu otrzymanego według wynalazku charakteryzują się dużą wytrzymałością na rozciąganie (około ₂

MPa) oraz bardzo dobrą paroprzepuszczalnością (około 4252 g/m /24 h).

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony na podstawie schematycznego rysunku, który dotyczy istotnych fragmentów konfiguracji ślimaków wytłaczarki dwuślimakowej zastosowanej w sposobie według wynalazku.

Do otworu zasypowego wytłaczarki wprowadzano za pomocą dozowników grawimetrycznych, następującą mieszaninę granulatów i węglanu wapnia:

• 36,40% granulatu metalocenowego kopolimeru etylenu i heksenu o wskaźniku szybkości płynięcia MFR(2,16; 190°C) 1,0 g/10 min i gęstości 0,918 g/cm³, • 11,96% granulatu polietylenu liniowego małej gęstości o wskaźniku szybkości płynięcia MFR(2,16; 190°C) 1,1 g/10 min i gęstości 0,919 g/cm³, • 2,60% granulatu kopolimer etylen-octan winylu z zawartością 32% komonomeru octanu winyo lu, o wskaźniku szybkości płynięcia MFR(2,16; 190°C) 43,0 g/10 min i gęstości 0,975 g/cm ,

PL 225 648 B1 • 1,04% granulatu przeciwutleniacza fenolowego jako anty utleniacza fosforanowo-fenolowego na bazie polietylenu niskiej gęstości o stężeniu 10%, • 48,00% napełniacza kredowego, o zawartości: 98,00% węglanu wapnia, 1,50% węglanu magnezu, 0,03% tlenku żelaza, 0,30% składników nierozpuszczalnych w HCl i 0,17% składników pozostałych oraz średniej wielkość ziaren (D50) 1,7 pm.

Proces wytłaczania granulatu do produkcji polietylenowych folii paroprzepuszczalnych był wykonany przy temperaturze poszczególnych stref I - VIII grzewczych cylindra wynoszących 200°C, a temperatura kolejnych stref grzewczych głowicy wytłaczarskiej także wynosiła 200°C. Ponadto proces ten realizowano przy następujących parametrach:

• szybkość obrotowa ślimaków 450 min^- , • próżnia w strefie odgazowania cylindra (-0,07) MPa, • szybkość odbioru przez granulator 7,3 m/min, • temperatura wody w wannie chłodzącej 13°C.

Do prowadzenia procesu wytłaczania polietylenu napełnionego użyto specjalnie do tego celu opracowanej konfiguracji ślimaków zawierającej cztery strefy segmentem mieszających i ugniatających. Strefa wstępnego uplastycznienia 1 znajdująca się w odległości około 7,71 I) (D - średnica ślimaka), w skład której wchodzą dwa segmenty ugniatające 1a oraz 1b o długości 40 mm, każdy o pięciu tarczach krzywkowych o kącie wzajemnego położenia współpracujących tarcz krzywkowych 45°, o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz. Strefa mieszania 2 znajdująca się w odległości około 11.02 D, w skład której wchodzą cztery segmenty 2a, 2b, 2c oraz 2d, o długości 56 mm o kacie wzajemnego położenia współpracujących tarcz krzywkowych 45°, w tym dwa segmenty 2a oraz 2b o prawym oraz dwa segmenty 2c oraz 2d o lewym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz. Strefa mieszania 3 znajdująca się w odległości około 24,10 pozornej, w skład której wchodzą dwa segmenty 3a oraz 3b o długości 40 mm, o kącie wzajemnego położenia współpracujących tarcz krzywkowych 45°, o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz. Strefa mieszania 4 znajdująca sie w odległości około 27,41 D. w skład której wchodzą cztery segmenty ugniatające 4a, 4b, 4c oraz 4d, o kacie wzajemnego położenia współpracujących tarcz krzywkowych 45°, w tym dwa segmenty 4a oraz 4b o długości 56 mm o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz oraz dwa segmenty 4c oraz 4d o długości 40 mm o lewym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz.

Claims

1. Sposób wytwarzania granulatu do produkcji polietylenowych folii paroprzepuszczalnych zawierających węglan wapnia oraz kopolimer etylenu i octanu winylu, znamienny tym, że węglan wapnia w ilości do 50% miesza się z granulatem kopolimeru etylenu i octanu winylu w ilości od 0,5 do 10% masowych oraz z granulatem metalocenowego kopolimeru etylenu i heksenu w ilości od 20 do 50% masowych oraz z granulatem polietylenu w ilości od 5 do 20% masowych, a następnie wytłacza się przy użyciu wytłaczarki wieloślimakowej, korzystnie dwuślimakowej o konfiguracji ślimaków zawierającej strefę wstępnego uplastycznienia (1), w skład której wchodzą co najmniej dwa segmenty o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz, strefę mieszania (2), w skład której wchodzą co najmniej cztery segmenty, dwa o prawym oraz dwa o lewym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz, strefę mieszania (3), w skład której wchodzą co najmniej dwa segmenty o prawym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbi etów tarcz oraz strefę mieszania (4), w skład której wchodzą co najmniej cztery segmenty, dwa o prawym oraz dwa o lewym kierunku pochylenia pozornej linii śrubowej kolejnych grzbietów tarcz, przy zastosowaniu temperatury poszczególnych stref grzewczych cylindra wytłaczarki co najmniej 150°C i prędkości obrotowej ślimaków w zakresie do 950 min^-1.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że granulat miesza sie również z przeciwutleniaczem fenolowym, korzystnie z antyutleniaczem fosforanowo-fenolowy na bazie polietylenu niskiej gęstości o stężeniu 10% w ilości do 5% masowych.

3. Sposób według zastrz. od 1 do 2, znamienny tym, że temperatura w pierwszej strefie grzewczej cylindra wytłaczarki mieści się w zakresie od 150 do 230°C w drugiej strefie od 180 do 220°C,

PL 225 648 B1 w trzeciej, czwartej i ewentualnie kolejnych strefach od 100 do 210 °C, zaś temperatura głowicy wytłaczarki wynosi od 190 do 210°C.

4. Sposób według zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że prędkość obrotowa ślimaków mieści się w zakresie od 400 do 500 min^- .

5. Sposób według zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że stosowane komponenty granulatu miesza się mechanicznie, a następnie mieszaninę tą umieszcza się w leju wytłaczarki.

6. Sposób według zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że stosowane komponenty dozuje się do strefy zasilania wytłaczarki poprzez grawimetryczny układ dozujący.