PL239363B1

PL239363B1 - A unit for winding up a film, especially a five-layer film

Info

Publication number: PL239363B1
Application number: PL430480A
Authority: PL
Inventors: Daniel Myszkowski; Marek Szostak
Original assignee: Nawrocki Eugeniusz Zphu Kablonex
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2021-11-29
Also published as: PL430480A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest zespół do nawijania folii, zwłaszcza folii pięciowarstwowej, który charakteryzuje się tym, że elementem jonizującym są usytuowane w strefie przemieszczania się folii (5), z obu stron taśmy folii, co najmniej dwie listwy antystatyczne impulsowe (1 i 2), osadzone na konstrukcji stacji na siłownikach (3), korzystnie pneumatycznych, w odległości od siebie (3 - 7) mm, korzystnie 5 mm, przy czym igły dejonizujące, osadzone na listwach w odległości od siebie w granicach (20 - 40) mm, mają swe krańce w odległości od folii (5) w granicach 20 mm.The subject of the invention is a unit for winding a foil, especially a five-layer foil, which is characterized in that the ionizing element is at least two antistatic impulse strips (1 and 2) located in the zone of the foil movement (5), on both sides of the foil tape, mounted on the station structure on actuators (3), preferably pneumatic, at a distance from each other of (3 - 7) mm, preferably 5 mm, wherein the deionizing needles mounted on the strips at a distance from each other of (20 - 40) mm have their ends at a distance from the foil (5) of approximately 20 mm.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zespół do nawijania folii, zwłaszcza folii pięciowarstwowej, charakteryzującej się wysokimi właściwościami antystatycznymi, dobrą zgrzewalnością i wytrzymałością, przeznaczonej do przetwarzania na worki zbiorcze lub jednostkowe, do zastosowań przemysłowych, pakowania materiałów sypkich i granulowanych, urządzeń elektronicznych, odzieży, artykułów budowlanych, kosmetycznych, higienicznych, pieczywa, mięsa, warzyw, owoców lub jakichkolwiek innych produktów pakowanych ręcznie, z wykorzystaniem automatów zgrzewających lub wysokowydajnych linii pakujących. Dziedzinę techniki stanowią urządzenia wykorzystywane w produkcji folii.The subject of the invention is a unit for winding a film, especially a five-layer film, characterized by high antistatic properties, good weldability and strength, intended for processing into collective or unit bags, for industrial applications, packaging of loose and granulated materials, electronic devices, clothing, construction products, cosmetics, hygiene products, bread, meat, vegetables, fruit or any other products packed by hand, using automatic sealing machines or high-performance packaging lines. The field of technology is the equipment used in the production of foil.

Segment materiałów i opakowań giętkich stanowi ponad 40% rynku opakowań z tworzyw sztucznych. Istotną częścią tego sektora są folie o grubości od 15 do 60 mikrometrów, wytwarzane z poliolefin z wykorzystaniem metod wytłaczania lub współwytłaczania z rozdmuchem, wykorzystywane do przetwarzania na worki przemysłowe, spożywcze, jednostkowe lub zbiorcze, przeznaczone m.in. do pakowania owoców, warzyw, pieczywa, mięsa, ryb, materiałów sypkich i granulowanych, urządzeń elektronicznych, odzieży, kosmetyków, artykułów higienicznych. Folie tego typu charakteryzować się muszą zazwyczaj dobrą zgrzewalnością, zbalansowaną sztywnością i optyką, niskim współczynnikiem tarcia oraz niskim poziomem nagromadzenia ładunków elektrostatycznych.The segment of flexible materials and packaging accounts for over 40% of the plastic packaging market. An important part of this sector are films with a thickness of 15 to 60 micrometers, made of polyolefins using extrusion or co-extrusion blow molding methods, used for processing into industrial, food, unit or collective bags, intended for, inter alia, for packing fruit, vegetables, bread, meat, fish, loose and granulated materials, electronic devices, clothing, cosmetics, hygiene products. These types of films usually have good sealability, balanced stiffness and optics, a low friction coefficient and a low level of electrostatic charge build-up.

Współczesne tendencje w zakresie wytłaczania folii związane są z ciągłym poszukiwaniem nowych kompozycji polimerowych, obejmujących surowce pozwalające na wytworzenie opakowań o coraz mniejszej grubości, przy jednoczesnym zachowaniu odpowiednich właściwości. Obecnie powszechnym standardem stała się folia o strukturze trójwarstwowej. W coraz częstszym użyciu są też folie pięcio-, siedmio- i dziewięciowarstwowe, przy czym tego typu struktury stosowane są najczęściej dla folii barierowych i/lub przeznaczonych do laminacji.Contemporary trends in the field of extrusion of films are related to the constant search for new polymer compositions, including raw materials that allow the production of packaging of increasingly thinner thickness, while maintaining the appropriate properties. Today, a three-layer film structure has become a common standard. Five-, seven- and nine-layer films are also increasingly used, with structures of this type most often used for barrier and / or laminating films.

Popularną praktyką w kontekście wytwarzania folii współwytłaczanych jest stosowanie kompozycji złożonych z bardzo cienkich warstw zewnętrznych, odpowiedzialnych za dobrą zgrzewalność i optykę oraz warstw wewnętrznych determinujących odpowiednią sztywność. Rdzeń struktury stanowią polietyleny liniowe (LLDPE) z zawartością komonomerów C4 lub C6 z udziałem polietylenów małej (LDPE), średniej (MDPE), dużej gęstości (HDPE). Stosowanie polietylenów średniej i wysokiej gęstości, związane jest z obniżeniem zgrzewalności i transparentności folii. Symetryczne warstwy zbudowane są najczęściej z metalocenowych polietylenów liniowych (mLLDPE). Obok szeregu zalet wynikających z korzystania z mLLDPE, obecność tego typu materiałów w folii wiąże się z problemem blokowania migracji dodatków migrujących oraz utrudnioną przetwarzalnością (m.in. zjawiska melt fracture, shark skin). Przedmiotem poszukiwań przetwórców są kompozycje termoplastyczne zapewniające wysoką przezroczystość wyrobu przy odpowiedniej sztywności, pozwalającej na szybkie przetwarzanie folii na maszynach pakujących.A popular practice in the context of the production of coextruded films is the use of compositions consisting of very thin outer layers, responsible for good weldability and optics, and internal layers determining the appropriate stiffness. The core of the structure consists of linear polyethylenes (LLDPE) with the content of C4 or C6 comonomers with the participation of low (LDPE), medium (MDPE) and high density (HDPE) polyethylenes. The use of medium and high density polyethylenes is associated with a reduction in the sealability and transparency of the film. Symmetrical layers are usually made of metallocene linear polyethylenes (mLLDPE). In addition to a number of advantages resulting from the use of mLLDPE, the presence of this type of materials in the foil is associated with the problem of blocking the migration of migrating additives and hindered processability (including the phenomena of melt fracture, shark skin). The subject of the search for processors are thermoplastic compositions ensuring high transparency of the product with appropriate stiffness, allowing for quick processing of the film on packaging machines.

Ze względów ekonomicznych do procesu zawracany jest często surowiec wtórny (regranulat) pochodzący z produkcji folii. Zmniejszenie zużycia pierwotnego materiału polimerowego, a zatem dostarczanie mniejszej ilości surowców do ogólnego strumienia odpadów jest również istotnym czynnikiem w kontekście ochrony środowiska. Ekologiczność jest obecnie jednym z najważniejszych aspektów rozważanych w procesie projektowania i produkcji opakowań.For economic reasons, the secondary raw material (regranulate) from the film production is often returned to the process. Reducing the consumption of virgin polymer material and therefore bringing less raw materials to the overall waste stream is also an important environmental factor. Eco-friendliness is currently one of the most important aspects considered in the packaging design and production process.

Wytwarzanie folii poniżej 25 μm z zawartością regranulatu większą niż 20% stanowi ogromny problem technologiczny. Stabilność procesu drastycznie maleje, a sztywność i wytrzymałość na rozciąganie, optyka i zgrzewalność folii ulegają pogorszeniu. Folie przetwarzane na worki, produkowane są zazwyczaj na liniach mono- lub trójwarstwowych i rzadkością jest wykorzystywanie do ich procesu produkcyjnego regranulatu w ilości większej niż 10%. Prawidłowy przebieg procesu może zagwarantować odpowiednio zaprojektowany układ plastyfikujący wytłaczarki i filtr uplastycznionego materiału, ścisła segregacja zawracanego do procesu odpadu uwzględniająca jego ciężar właściwy oraz współczynnik płynięcia, powtarzalność jego właściwości oraz odpowiedni dobór kompozycji polimerowej wytłaczanej (współwytłaczanej) z surowcem wtórnym.The production of films below 25 μm with a regranulate content greater than 20% is a huge technological problem. The stability of the process decreases drastically, and the stiffness and tensile strength, optics and weldability of the film deteriorate. Films processed into bags are usually produced on mono- or three-layer lines and it is rare to use regranulate in the amount of more than 10% in their production process. The correct course of the process can be guaranteed by a properly designed plasticizing system of the extruder and a filter of plasticized material, strict segregation of the waste returned to the process, taking into account its specific weight and flow index, repeatability of its properties and the appropriate selection of an extruded (coextruded) polymer composition with recycled material.

Jednym z największych problemów związanych z produkcją folii przetwarzanej na drukarniach, szybkich liniach zgrzewających lub automatach pakujących jest elektryzowanie się materiału. Zmusza on często konwerterów folii do obniżenia wydajności linii, celem zminimalizowania problemów związanych z nadmiernym nagromadzeniem ładunków elektrostatycznych, m.in.: podwijanie się i złe układanie folii na rolkach prowadzących, przywieranie folii do elementów maszyny, niewłaściwe układanie się worków ułożonych na stosie, sklejanie się ułożonych worków od zewnątrz i blokowanie się folii w dalszym etapie przetwarzania. Zjawisko te może prowadzić ponadto do niebezpiecznych wyładowańOne of the biggest problems related to the production of foil processed in printing houses, high-speed sealing lines or packaging machines is the static of the material. It often forces foil converters to reduce the efficiency of the line in order to minimize the problems associated with excessive accumulation of electrostatic charges, such as: curling up and wrong positioning of the foil on the guide rollers, foil sticking to machine elements, improper stacking of the bags stacked on the stack, sticking together from the outside of the stacked bags and blocking of the film in a further processing stage. Moreover, this phenomenon can lead to dangerous discharges

PL 239 363 B1 iskrowych, a także przyczynia się do osadzania się kurzu i cząstek pyłu na opakowaniu, co obniża jego walory estetyczne. W celu zminimalizowania zjawiska elektryzowania się folii, w formulacjach wykorzystywane są duże ilości dodatków migrujących: poślizgowych na bazie eruk amidu lub oleamidu oraz antystatycznych na bazie czwartorzędowych soli amoniowych. Ze względu na podobną wielkość i strukturę cząsteczek ww. gatunków środków pomocniczych, następuje efekt ich wzajemnego blokowania podczas migracji do powierzchni folii, co prowadzi do małej efektywności działania. Z drugiej strony, tak wysokie dozowanie dodatków migrujących sprawia, że pogorszeniu ulegają zdolność do zgrzewania i drukowania.It also contributes to the deposition of dust and dust particles on the packaging, which reduces its aesthetic value. In order to minimize the phenomenon of electrification of the film, large amounts of migrating additives are used in the formulations: slip additives based on amide or oleamide eruces and antistatic ones based on quaternary ammonium salts. Due to the similar size and structure of the molecules of the above-mentioned adjuvants, the effect of their mutual blocking during migration to the film surface, which leads to low operating efficiency. On the other hand, such a high dosage of migrating additives causes the sealability and printing ability to deteriorate.

Celem wynalazku jest opracowanie zespołu do nawijania folii, w szczególności pięciowarstwowej folii polietylenowej, charakteryzującej się wysoką wydajnością i ekonomią wytwarzania.The object of the invention is to provide a film winding unit, in particular a five-layer polyethylene film, which is highly efficient and economical to produce.

Istota wynalazku, którym jest zespół do nawijania folii, zwłaszcza folii pięciowarstwowej, po wytłaczaniu z rozdmuchu, stanowiący bęben do nawijania taśmy folii i elementu dejonizującego, charakteryzuje się tym, że elementem dejonizującym są usytuowane w strefie przemieszczania się folii, z obu stron taśmy folii, co najmniej dwie listwy antystatyczne impulsowe, osadzone na konstrukcji stacji na siłownikach, korzystnie pneumatycznych, w odległości od siebie 3-7 mm, korzystnie 5 mm, przy czym igły dejonizujące, osadzone na listwach w odległości od siebie w granicach 20-40 mm, mają swe krańce w odległości od folii w granicach 20 mm.The essence of the invention, which is a film winding unit, in particular a five-layer film, after blow extrusion, constituting a reel for winding a film web and a deionizing element, is characterized in that the deionizing element is located in the film travel zone on both sides of the film web, at least two impulse antistatic bars, mounted on the station structure on actuators, preferably pneumatic, at a distance of 3-7 mm from each other, preferably 5 mm, with deionizing needles mounted on the bars at a distance of 20-40 mm from each other, their ends within 20 mm from the foil.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, osiągnięto następujące korzyści techniczno-użytkowe:Thanks to the solution according to the invention, the following technical and operational advantages have been achieved:

- zminimalizowanie problemu elektryzowania się materiału, przy zachowaniu pożądanej jakości i parametrów folii,- minimizing the problem of static electricity in the material, while maintaining the desired quality and parameters of the film,

- możliwość zwiększenia wydajności linii technologicznej,- the possibility of increasing the efficiency of the technological line,

- poprawa ekonomiki procesów wytwórczych.- improving the economics of manufacturing processes.

Konstrukcję układu antystatycznego według wynalazku, złożonego z dwóch listew antystatycznych impulsowych, w przykładowym lecz nieograniczającym wykonaniu przedstawiono w schemacie na rysunku Fig. 1.The structure of the antistatic system according to the invention, consisting of two impulse antistatic bars, in an exemplary but non-limiting embodiment is shown in the diagram in Fig. 1.

Układ według przedstawionego rozwiązania umożliwia dejonizację folii przy wysokiej prędkości liniowej i uniknięcie problemu niejednorodnego rozkładu ładunków materiału. Listwy antystatyczne (1) i (2) zasilane przez zasilacz elektryczny, zamocowane są na konstrukcji stacji nawijania poprzez s iłowniki pneumatyczne (3, 4), w ten sposób, że odległość igieł rozładowujących rozmieszczonych wzdłuż listwy antystatycznej od powierzchni wstęgi folii (5) wynosi około 2 cm, a wzajemne przemieszczenie dwóch listew antystatycznych względem siebie wynosi 5 cm, co zapewnia wydajne działanie urządzenia. Działanie siłowników pneumatycznych pozwala na oddalenie listwy od wstęgi folii nawijanej dalej w postaci roli (6) i ułatwienie w ten sposób przezbrojenia nawijarki lub jej konserwację. W celu zwiększenia zdolności eliminacji ładunku elektrostatycznego, skrajne odcinki listw antystatycznych (20 cm) charakteryzują się tym, że gęstość igieł rozładowujących wynosi maksymalnie 40 mm.The system according to the presented solution allows deionization of the film at a high linear speed and avoiding the problem of non-uniform distribution of material charges. Antistatic bars (1) and (2), powered by an electric power supply, are fixed on the winding station structure by means of pneumatic cylinders (3, 4), in such a way that the distance of the discharge needles arranged along the antistatic bar from the foil web (5) surface is 2 cm, and the mutual displacement of two antistatic bars relative to each other is 5 cm, which ensures efficient operation of the device. The operation of pneumatic actuators allows to distance the strip from the web of foil wound further in the form of a roll (6), thus facilitating retooling of the winder or its maintenance. In order to increase the ability to eliminate electrostatic charges, the extreme sections of antistatic bars (20 cm) are characterized by the fact that the density of the discharge needles is maximum 40 mm.

Zespół do nawijania folii według wynalazku, ma szczególne zastosowanie w przypadku procesu wytwarzania folii pięciowarstwowej, której kompozycja polimerowa i sposób wytwarzania został opisany w zgłoszeniu patentowym P.414274.The foil winding unit according to the invention has a particular application in the case of a five-layer film production process, the polymer composition and production method of which are described in the patent application P.414274.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, problem elektryzowania się materiału został dodatkowo zminimalizowany przez dobór i poziom dozowania dodatku antystatycznego VLA 55, właściwe uziemienie konstrukcji linii, na której produkowana jest folia oraz zastosowanie listew antystatycznych o odpowiedniej budowie, korzystnie zainstalowanych z obu stron produkowanej wstęgi folii. Wykorzystanie koncentratu poślizgu i antybloku na bazie EVA, POLYBATCH SAB 1982 VA oraz surowców bazowych bez zawartości dodatków migrujących powoduje zminimalizowanie efektu blokowania migracji dodatków migrujących (poślizgu i antystatyku), pozwalając na obniżenie ilości dozowanych środków pomocniczych przy utrzymaniu współczynnika tarcia na niskim poziomie, korzystnie poniżej 0,1 oraz rezystancji powierzchniowej, korzystnie poniżej 1,5*10^-11 Ω. Zastosowanie opisanego dodatku nie wpływa w negatywny sposób na obniżenie transparentności, zdolności do drukowania i zgrzewania folii.Thanks to the solution according to the invention, the problem of static electricity has been additionally minimized by the selection and dosing level of the VLA 55 antistatic additive, proper grounding of the line structure on which the foil is produced and the use of appropriately constructed antistatic strips, preferably installed on both sides of the produced foil web. The use of the slip and anti-block concentrate based on EVA, POLYBATCH SAB 1982 VA and base raw materials without the content of migrating additives minimizes the effect of blocking the migration of migrating additives (slip and antistatic), allowing to reduce the amount of auxiliary agents dispensed while keeping the friction coefficient at a low level, preferably below 0.1 and sheet resistance, preferably below 1.5 * 10 ^-11 ohms. The use of the described additive does not adversely affect the transparency, the ability to print and seal the film.

Dzięki zminimalizowaniu problemu elektryzowania się materiału, utrzymaniu wysokiej sztywności przy obniżonej grubości folii, szybkość automatów zgrzewających może zostać zwiększona (np. dla automatów typu Wicket powyżej 350 m/min), co korzystnie wpływa na ekonomię procesu przetwarzania. Folia wytworzona w ten sposób nie sprawia problemów z podwijaniem się, złym układaniem na rolkach prowadzących, przywieraniem folii do elementów maszyny, sklejaniem się, przyciąganiem kurzu i zanieczyszczeń.By minimizing the problem of electrifying the material, maintaining high stiffness with reduced film thickness, the speed of automatic welding machines can be increased (e.g. for Wicket machines above 350 m / min), which has a positive effect on the economy of the processing process. The foil produced in this way does not cause problems with curling, bad laying on the guide rollers, sticking of the foil to the machine elements, sticking together, attracting dust and dirt.

Claims

1. A unit for winding up a film, in particular a five-layer film after extrusion from blowing, constituting a drum for winding a film web and a deionizing element, characterized in that the deionizing element is located in the film travel zone (5), on both sides of the film web, at least two strips antistatic impulse (1) and (2), mounted on the station structure on actuators (3, 4), preferably pneumatic, at a distance of 3-7 mm, preferably 5 mm, with deionizing needles, mounted on strips at a distance from each other within 20-40 mm, have their ends within 20 mm from the foil (5).