способ производства термоусадочной пленки. Термоусадочной пленки


Способ производства термоусадочных пленок

Изобретение относится к технологии получения термоусадочных пленок высокой прочности. Способ включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. Экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин. Смесь гранул содержит унимодальный полиэтилен высокого давления, унимодальный полиэтилен низкого давления и бимодальный полиэтилен высокого давления. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает оптимальное значение физико-механических параметров и повышение прочности термоусадочной пленки. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к технологии получения термоусадочных пленок высокой прочности.

Технологичность на линии по выдуванию пленки и физические свойства конечной пленки зависят в значительной степени от структуры полимера, особенно от мелекулярно-массового распределения.

Из уровня техники известны пленки, полученные из линейного полиэтилена низкой плотности, имеющего бимодальное молекулярно-массовое распределение. Полимеры обычно получают полимеризацией этилена и альфа-олефиновых сополимеров в присутствии катализатора полимеризации в двух каскадных реакторах.

Такие пленки и способы их изготовления известны, например из ЕР 692515 А или ЕР 691367 А.

Однако такой способ получения пленок достаточно сложен и в конечном итоге не позволяет получить достаточно прочную пленку, рассчитанную на большие веса.

С целью получения пленки, обладающей высокой прочностью, из уровня техники известны способы, при которых повышение прочности достигается путем получения многослойного полимерного материала.

Например в GB 1526724 раскрыт способ изготовления слоистого материала, содержащего по меньшей мере две пленки из полимерного материала путем спрессовывания пленок вместе вдоль линий, проходящих в продольном направлении, при одновременном растягивании пленок в поперечном направлении.

В результате осуществления этого способа получают слоистый материал, имеющий волнистую конфигурацию в поперечном направлении.

В GB 1526722 раскрыт способ получения многослойного полимерного материала, при котором осуществляют экструзию с последующим раздувом трехслойной трубчатой заготовки, содержащей внутренний армирующий слой с фибриллярной структурой и два внешних слоя из термопластичного полимерного материала.

Однако получаемые таким образом слоистые материалы обычно отличаются продольной полосатостью, что ведет к повышенной жесткости, плохой растяжимости и непрезентабельному внешнему виду изделия.

При производстве термоусадочных пленок (ГОСТ 25951-83) для изготовления тонких термоусадочных пленок от 30 микрон до 75 микрон, применяемых для упаковки легких грузов до пяти килограмм, обычно используют полиэтилен высокого давления (ПВД) 15803-020 (ГОСТ 16337-77). При упаковке более тяжелых грузов (например, 10 кг, 15 кг, 25 кг) тонкие пленки из чистого ПВД 15803-020 сильно вытягиваются и рвутся при складировании, транспортировке и перетаскивании вручную упакованных в эту пленку грузов. Причина этого в низких значениях физико-механических прочностных параметров термоусадочной пленки, изготовленной из чистого ПВД 15803-020 (Приложение №1) (табл.1, фиг.1). Поэтому для упаковки тяжелых грузов в настоящее время приходится из ПВД 15803-020 делать толстую пленку. Например, для груза 25 кг требуется пленка из чистого ПВД 15803-020 толщиной 100 микрон. Из-за этого стоимость упаковки в термоусадочную пленку из ПВД 15803-020 повышается на 30-40%.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ изготовления термоусадочной пленки (см. RU 2296775 С2, 10.06.2005), который включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. В частности, согласно этому способу пленка получается из мультимодального полиэтилена, полученного полимеризацией в присутствии катализатора с однотипными центрами полимеризации, имеющими более одного η5 цикличного лиганда, причем указанный мультимодальный полиэтилен включает А) сополимер с меньшей молекулярной массой этилена и С4-12 альфа-олефина и В) сополимер с большей молекулярной массой этилена и С4-12 альфа-олефина, имеющего более высокую молекулярную массу, чем альфа-олефин компонента А, при этом все компоненты получаются с использованием одного и того же катализатора.

Однако полученная описанным способом пленка не обладает достаточной прочностью и растяжимостью.

Техническая задача изобретения и достигаемый при этом технический результат - повышение прочности термоусадочных пленок.

Поставленная техническая задача и достигаемый при этом технический результат решается посредством предлагаемого изобретения, в соответствии с которым способ производства термоусадочных пленок включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. При этом для механического смешивания используют гранулы унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления и бимодального полиэтилена высокого давления при следующем соотношении компонентов в % по весу:

унимодальный полиэтилен высокого давления 57-95
унимодальный полиэтилен низкого давления 3-25
бимодальный полиэтилен высокого давления 2-40,

при этом экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин.

Способ реализуется следующим образом: перед экструзией термоусадочной пленки в экструзер подается смесь из:

- ПВД 15803-020,

- полиэтилена низкого давления (ПНД) 276-73, 83, 84, 85, 86, 75 или другой ПНД (ГОСТ 16338-85),

- бимодальный полиэтилен высокого давления - Borealisa: Borstar F B3450, FB 4230, FB 4370, FB 2310.

Марка сырья-смеси и пленки в Хорлово названа LDPE-91.

Смесь изготавливается в пределах указанных выше соотношений компонентов.

Экструзия пленки LDPE-91 проводится на скорости выше 18 метров/минуту.

Полученная таким образом термоусадочная пленка имеет улучшенные физико-механические прочностные параметры, приведенные в Приложении №2. (табл.2, фиг.2).

Для исследования влияния рецептурного состава и скорости вытяжки пленки при экструзии на физико-механические параметры пленки была проведена серия экспериментов по получению термоусадочных пленок при разном процентном содержании ПНД 276: 5%, 10%, 15%; при разном процентном содержании FB4370: 5%, 10%, 18% и при разной скорости вытяжки пленки: V=15 метров/минуту и V=24 метра/минуту.

Эксперименты показали, что оптимальное значение физико-механических параметров термоусадочной пленки получаются при следующем соотношении составляющих ее компонент: ПВД 15 8(67%) + ПНД 276(15%) + FB 4370(18%). Согласно полученным данным в рецептуре термоусадочных пленок возможен для использования и больший процент ПНД276 и FB4370, но при этом снижается скорость усадки термоусадочных пленок, повышается температура усадки и уменьшается относительное удлинение, что ухудшает качество пленки и затрудняет ее использование при упаковке в туннельной печи.

Установлено также, что увеличение скорости вытяжки пленки в принципе положительно сказывается на прочностных физико-механических параметрах термоусадочной пленки. Так, для испытанных рецептур при переходе со скорости вытяжки 15 метров/минуту на скорость 24 метра/минуту прочностные физико-механические параметры пленки увеличиваются (улучшаются). При дальнейшем увеличении скорости вытяжки (особенно после 30 метров/минуту) прочностные параметры пленки продолжают увеличиваться (улучшаться), однако начинает уменьшаться относительное удлинение и увеличиваться продольная усадка.

Предложенный способ позволяет увеличить механические параметры термоусадочной пленки, обеспечивающие ее прочностные свойства. Предел прочности повышается на 20-30%. Это позволяет для упаковки тяжелых грузов использовать тонкие пленки, изготовленные на базе ПВД 15803-020. Например, для упаковки груза весом 25 кг достаточна пленка толщиной 60 микрон.

Способ производства термоусадочных пленок, включающий механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением, отличающийся тем, что для механического смешивания используют гранулы унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления и бимодального полиэтилена высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%:

унимодальный полиэтилен высокого давления 57-95
унимодальный полиэтилен низкого давления 3-25
бимодальный полиэтилен высокого давления 2-40
при этом экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин.

www.findpatent.ru

способ производства термоусадочной пленки - патент РФ 2533726

Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию для получения термоусадочных пленок высокой прочности. Способ производства термоусадочной пленки, включающий подачу гранул унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления материала в загрузочный бункер экструдера для механического смешивания; плавление гранул и гомогенизацию расплава в экструдере с последующим пневматическим ее растяжением; формование полотна в формующей головке; охлаждение пленки на валках; обрезку утолщенных кромок; ориентацию пленки; намотку в рулон и упаковку пленки, в состав сырья введены гранулы унимодального линейного полиэтилена низкой плотности и высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Унимодальный ПВД60%
Унимодальный ПНД 15%
Унимодальный ЛПЭНП 25%,

при этом экструзию ведут со скоростью более 20-22 м/мин.

Изобретение позволяет обеспечить оптимальное значение физико-механических параметров и повысить прочность термоусадочной пленки (улучшенная прочность на прокол, более высокая прочность при растяжении, большая твердость и ударопрочность), расширить сферы применения. 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2533726

Предлагаемое изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию для получения термоусадочных пленок высокой прочности.

В борьбе за конкурентное улучшение физико-механических свойств однослойной пленки приходится идти на увеличение ее толщины, использование более дорогих основных материалов и добавок, что делает продукцию менее конкурентной по цене. Попытки удешевить продукцию чаще всего приводят к ухудшению ее качества - недорогие линии по выдуву однослойной пленки не предоставляют особых возможностей по технологическому совершенствованию процесса ее получения. Уменьшение толщины пленки, например с 7 до 5 мкм, к которому часто прибегают в целях экономии полимерного сырья, плохо сказывается на физико-механических свойствах пленки и изготовлении из нее даже маленьких пакетов, предназначенных для упаковки хлебобулочных изделий. Несмотря на низкую цену, заказчик рано или поздно будет вынужден отказаться от такой некачественной продукции. Специальные добавки позволяют получать однослойные пленки, которые по своим физико-механическим свойствам вполне удовлетворяют целевым требованиям. Однако большинство специальных добавок в России не производится и их приходится закупать в Европе и юго-восточной Азии по весьма высоким ценам, что опять же не способствует улучшению конкурентного положения однослойных пленок. Для того чтобы добиться оптимальных прочностных характеристик и физико-механических свойств однослойной термоусадочной пленки, не уступающей по качеству трехслойной термоусадочной пленки, могут помочь технологические ухищрения и использование специальных рецептур с подгонкой оборудования экструзионных установок.

Известен способ производства термоусадочной пленки (трехслойной) (см. RU 2296775 С2, опубликовано 10.06.2005), который включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. В частности, согласно этому способу пленка получается из мультимодального полиэтилена, полученного полимеризацией в присутствии катализатора с однотипными центрами полимеризации, имеющими более одного 5-цикличного лиганда, причем указанный мультимодальный полиэтилен включает А) сополимер с меньшей молекулярной массой этилена и С4-12 альфа-олефина и В) сополимер с большей молекулярной массой этилена и С4-12 альфа-олефина, имеющего более высокую молекулярную массу, чем альфа-олефин компонента А, при этом все компоненты получаются с использованием одного и того же катализатора.

Полученная описанным способом термоусадочная пленка недостаточно прочная.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению, принятым за прототип является способ производства термоусадочной пленки (RU 2372360 С1, опубликовано 10.11.2009 г.), включающий механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. Экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин. Смесь гранул содержит унимодальный полиэтилен высокого давления, унимодальный полиэтилен низкого давления и бимодальный полиэтилен высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%: унимодальный полиэтилен высокого давления - 57-95; унимодальный полиэтилен низкого давления - 3-25; бимодальный полиэтилен высокого давления - 2-40.

Недостаток прототипа - способа получения трехслойной термоусадочной пленки - низкие физико-механические свойства.

Технический результат заявляемого изобретения - обеспечение оптимального значения физико-механических параметров и повышение прочности термоусадочной пленки (улучшенная прочность на прокол, более высокая прочность при растяжении, большая твердость и ударопрочность), расширение сферы применения.

Технический результат достигается тем, что в способе производства термоусадочной пленки, включающем подачу гранул унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления материала в загрузочный бункер экструдера для механического смешивания, в состав сырья введены гранулы унимодального линейного полиэтилена низкой плотности и высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Унимодальный полиэтилен высокого давления (ПВД)60%
Унимодальный полиэтилен низкого давления (ПНД) 15%
Унимодальный линейный полиэтилен низкой плотности высокого давления (ЛПЭНП) 25%,

при этом экструзию ведут со скоростью более 20-22 м/мин; плавление гранул и гомогенизацию расплава осуществляют в экструдере с последующим пневматическим ее растяжением; формование полотна - в формующей головке; охлаждение пленки - на валках; производят обрезку утолщенных кромок; ориентацию пленки; намотку в рулон и упаковку пленки.

Полученная таким способом однослойная термоусадочная пленка по физико-механическим свойствам и прочностным характеристикам превосходит прототип (трехслойную) и может быть использована и для упаковки различных непищевых продуктов с существенными габаритами и весом: бытовой химии, фармацевтики, строительных материалов, пиломатериалов и т.д.

На фиг.1 схематично показан общий вид устройства для осуществления способа производства термоусадочной пленки, на фиг.2 показан шнек экструдера, на фиг.3 показана камера противодавления, на фиг.4 - вид сверху выхода пленочного рукава, где приняты следующие обозначения:

1 - загрузочная воронка с ворошителем;

2 - экструдер;

3 - формующая рукавная головка;

4 - сопло с подводом воздуха;

5 - камера противодавления с кольцевым выходным каналом;

6 - складывающие щеки;

7 - вытяжные валки;

8 - направляющие валки;

9 - режущее приспособление;

10 - наматывающее приспособление для рулона пленки;

11 - кольцевая щель для выхода пленочного рукава;

12 - воздушная щель для охлаждения термоусадочной пленки;

13, 14 - калибровочные кольца воздушного потока;

15 - дорн;

16 - средства нагрева;

17 - пленочный рукав;

L, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7 - длины секций шнека экструдера.

Способ производства термоусадочной пленки осуществляется с помощью устройства, которое содержит загрузочную воронку с ворошителем 1, экструдер, выполненный шнековым 2, с формующей рукавной головкой 3, сопло с подводом воздуха 4, камеру противодавления с кольцевым выходным каналом 5, складывающие щеки 6, вытяжные валки 7, направляющие валки 8, режущее приспособление 9, наматывающее приспособление 10, средства нагрева 16. Средства нагрева 16 выполнены воротниковыми и расположены в 8 зонах: 5 - на корпусе шнекового экструдера 2 и 3 - на корпусе камеры противодавления 5. Шнек экструдера 2 выполнен с уменьшающимся шагом винтовой нарезки и увеличением числа витков в сторону формующей рукавной головки 3, при этом глубина канала канавки постоянна. Кольцевой выходной канал камеры противодавления 5 образован коаксиальными кольцами 13, 14, расположенными торец к торцу, и предназначены для колибровки кольцевого зазора и толщины рукавной пленки 17. Одно из колец кольцевого выходного канала камеры противодавления 5 выполнено с возможностью регулирования положения по горизонтали. Шнек эксрудера 2 выполнен с размерами в отношении длины к диаметру 18/1. Шнек экструдера 2 содержит несколько секций, каждая из которых выполнена с разным шагом и переходами между смежными секциями. Одна из секций шнека экструдера 2 - загрузочная, выполнена рифленой, двухвиточной, а последняя секция гомогенизаци - с длиной 6-8 диаметров шнека экструдера.

Способ производства термоусадочной пленки осуществляется следующим образом. В загрузочную воронку с ворошителем 1 засыпается полимерная смесь на основе ЛПЭНП, размешивается ворошителем и нагревается, затем поступает в загрузочную секцию шнекового экструдера 2. Захватывая исходный продукт, шнек экструдера 2 перемещает его от загрузочного устройства вдоль корпуса экструдера, на котором установлены средства нагрева 16, выполненные воротниковыми. При этом продукт сжимается, разогревается, пластифицируется и гомогенизируется в экструдере с последующим пневматическим ее растяжением; затем происходит формование полотна в формующей рукавной головке; охлаждение пленки на валках; обрезка утолщенных кромок; ориентация пленки; намотка в рулон и упаковка пленки. В состав сырья введены гранулы унимодального линейного полиэтилена низкой плотности и высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Унимодальный полиэтилен высокого давления (ПВД)60%
Унимодальный полиэтилен низкого давления (ПНД) 15%
Унимодальный линейный полиэтилен низкой плотности высокого давления (ЛПЭНП) 25%,

при этом экструзию ведут со скоростью более 20-22 м/мин.

При экструзии мультиполиэтиленовой композиции, в состав которой входит ЛПЭНП, применена конструкция шнека экструдера с уменьшающимся шагом (УШ). Такой шнек характеризуется постоянной глубиной канала и тремя секциями с разным шагом и резкими переходами между ними. Последняя секция, длиною около 6-8 диаметров, контролирует производительность шнека. Двухвиточная загрузочная секция шнека значительно увеличивает долговечность; такой же эффект дает и увеличение числа витков вдоль длины шнека (естественное следствие концепции уменьшающего шага (УШ)). Вдобавок, ширина витков увеличена на 20% по сравнению с общепринятой одной десятой диаметра. Длина шнека может быть изменена с учетом ограничений на крутящий момент, позволяя сохранить промышленную производительность.

Сравнение производительности шнеков с рифленой и гладкой загрузочными секциями (63 мм, гладкоцилиндровый шнек 24:1 с УШ, ЛПЭНП, ИР 1, 100 об/мин)
Гладкая С канавками
Производительность (кг/ч)100116
Температура расплава (°С) 218204
Крутящий момент (кВ/об.мин -1)2434

Иногда при переработке ЛПЭНП желательно уменьшить требуемый крутящий момент. Это легко достигается укорачиванием по длине шнека, что видно из приведенного ниже выражения для крутящего момента, который необходимо приложить к шнеку экструдера: (момент)*(вязкость)(длина шнека)(уровень сдвига)2/об·мин -1.

Если производительность ограничена достигаемым крутящим моментом, для ЛПЭНП ее можно реально увеличить, укоротив шнек. При шнеке с отношением длины к диаметру (L/D) 18:1 для ЛПЭНП была достигнута максимальная производительность - большая, чем в случае ПЭНП и шнека 24:1, и большая, чем для шнека 24:1, разработанного для ЛПЭНП. Шнек 24:1 для ЛПЭНП дает большую эффективность нагнетания (кг/ч*об/мин), но общая производительность меньше из-за ограниченного крутяшего момента данной линии. Температурный контроль (195-220°С) для шнека 18:1 удовлетворителен, несмотря на более высокие скорости вращения. Заметим, однако, что другие факторы, как, например, возможности внутреннего охлаждения или последующей обработки пленки, зачастую являются действенными ограничителями производительности линии.

Рабочие характеристики шнека - 63 мм, экструдер с рифленым цилиндром 24:1
Производительность Удельная производительность
Конфигурация (кг/ч)(кг/ч*об/мин)
ЛПЭНП; шнек 18:1 с УШ 168 при 150 об/мин1,12
ЛПЭНП; шнек 24:1 с УШ150 при 90 об/мин (момент ограничен)1,67

Обычно рифленые загрузочные секции интенсивно охлаждаются водой для повышения давления нагнетания и производительности. Как видно из таблицы 6, при экструзии ЛПЭНП с использованием типичного шнека с дробной компрессией, использование интенсивного охлаждения ведет к увеличению производительности и уменьшению температуры расплава.

Использование интенсивного охлаждения с ЛПЭНП может привести к увеличению скорости износа шнека (из-за пика давления в загрузочной секции). Правильно подобранная конструкция шнека позволяет решить эту проблему, исключая необходимость интенсивного охлаждения для получения высокой производительности. Показатели шнека с УШ всего лишь немного ухудшаются при отсутствии интенсивного охлаждения производительность существенно не меняется и температура расплава увеличивается менее чем на 10°С, не создается пика давления и износоустойчивость повышается.

Эффект охлаждения загрузочной секции шнека с дробной компрессией (90 мм, темп. цилиндра 195°С, ЛПЭНП, ИР 1, 40 об/мин)
Без охлаждения С охлаждением
Производительность (кг/ч)140172
Температура расплава (°С) 215200
Эффект охлаждения загрузочной секции шнека с УШ (63 мм, темп. цилиндра 195°С, ЛПЭНП, ИР 1, 100 об/мин)
Без охлаждения С охлаждением
Производительность (кг/ч)91,892,7
Температура расплава (°С) 214205

При производительности до примерно 2,4 кг/ч.см. с большой эффективностью может быть применена широкощелевая формующая рукавная головка. При более высокой производительности разумнее использовать присадки. Если головка имеет слишком большое сопротивление, каналы должны быть расширены для уменьшения давления в головке, особенно при использовании узкощелевой формующей рукавной головки. Воздушное кольцо должно быть типа Вентури для соответствия с поведением мультиполиэтиленовой композиции при растяжении. Для максимальной эффективности нужно использовать холодный воздух. Предел прочности повышается на 30-35%. Это позволяет упаковывать более тяжелые товары в менее тонкие пленки, изготовленные на базе ПВД 10803-020, 15803-020. Например, для упаковки поддона кирпичей (312 шт.) достаточно использовать пленку 130 микрон вместо 200 микрон.

Регулировочные кольца воздушного потока приспособлены к свойствам мультиполиэтиленовой композиции для улучшения их рабочих показателей путем уменьшения широкой щели с помощью дополнительного кольца, расположенного на калибровочном воздушном кольце. Путем смещения данного кольца достигается точная регулировка воздушного потока, устраняется разнотолщинность пленки.

Таким образом, за счет применения специальной рецептуры состава мультиполиэтиленовой композиции обеспечивается высокое качество получаемой однослойной термоусадочной пленки, достигаются оптимальные значения физико-механических параметров и повышение прочности термоусадочной пленки (улучшенная прочность на прокол, более высокая прочность при растяжении, большая твердость и ударопрочность), что позволяет расширить сферу применения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ производства термоусадочной пленки, включающий подачу гранул унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления материала в загрузочный бункер экструдера для механического смешивания, отличающийся тем, что в состав сырья введены гранулы унимодального линейного полиэтилена низкой плотности и высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Унимодальный полиэтилен высокого давления (ПВД)60%
Унимодальный полиэтилен низкого давления (ПНД) 15%
Унимодальный линейный полиэтилен низкой плотности высокого давления (ЛПЭНП) 25%,
при этом экструзию ведут со скоростью более 20-22 м/мин; плавление гранул и гомогенизацию расплава осуществляют в экструдере с последующим пневматическим ее растяжением; формование полотна - в формующей головке; охлаждение пленки - на валках; производят обрезку утолщенных кромок; ориентацию пленки; намотку в рулон и упаковку пленки.

www.freepatent.ru

способ производства термоусадочных пленок - патент РФ 2372360

Изобретение относится к технологии получения термоусадочных пленок высокой прочности. Способ включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. Экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин. Смесь гранул содержит унимодальный полиэтилен высокого давления, унимодальный полиэтилен низкого давления и бимодальный полиэтилен высокого давления. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает оптимальное значение физико-механических параметров и повышение прочности термоусадочной пленки. 2 ил., 2 табл.

Рисунки к патенту РФ 2372360

Изобретение относится к технологии получения термоусадочных пленок высокой прочности.

Технологичность на линии по выдуванию пленки и физические свойства конечной пленки зависят в значительной степени от структуры полимера, особенно от мелекулярно-массового распределения.

Из уровня техники известны пленки, полученные из линейного полиэтилена низкой плотности, имеющего бимодальное молекулярно-массовое распределение. Полимеры обычно получают полимеризацией этилена и альфа-олефиновых сополимеров в присутствии катализатора полимеризации в двух каскадных реакторах.

Такие пленки и способы их изготовления известны, например из ЕР 692515 А или ЕР 691367 А.

Однако такой способ получения пленок достаточно сложен и в конечном итоге не позволяет получить достаточно прочную пленку, рассчитанную на большие веса.

С целью получения пленки, обладающей высокой прочностью, из уровня техники известны способы, при которых повышение прочности достигается путем получения многослойного полимерного материала.

Например в GB 1526724 раскрыт способ изготовления слоистого материала, содержащего по меньшей мере две пленки из полимерного материала путем спрессовывания пленок вместе вдоль линий, проходящих в продольном направлении, при одновременном растягивании пленок в поперечном направлении.

В результате осуществления этого способа получают слоистый материал, имеющий волнистую конфигурацию в поперечном направлении.

В GB 1526722 раскрыт способ получения многослойного полимерного материала, при котором осуществляют экструзию с последующим раздувом трехслойной трубчатой заготовки, содержащей внутренний армирующий слой с фибриллярной структурой и два внешних слоя из термопластичного полимерного материала.

Однако получаемые таким образом слоистые материалы обычно отличаются продольной полосатостью, что ведет к повышенной жесткости, плохой растяжимости и непрезентабельному внешнему виду изделия.

При производстве термоусадочных пленок (ГОСТ 25951-83) для изготовления тонких термоусадочных пленок от 30 микрон до 75 микрон, применяемых для упаковки легких грузов до пяти килограмм, обычно используют полиэтилен высокого давления (ПВД) 15803-020 (ГОСТ 16337-77). При упаковке более тяжелых грузов (например, 10 кг, 15 кг, 25 кг) тонкие пленки из чистого ПВД 15803-020 сильно вытягиваются и рвутся при складировании, транспортировке и перетаскивании вручную упакованных в эту пленку грузов. Причина этого в низких значениях физико-механических прочностных параметров термоусадочной пленки, изготовленной из чистого ПВД 15803-020 (Приложение № 1) (табл.1, фиг.1). Поэтому для упаковки тяжелых грузов в настоящее время приходится из ПВД 15803-020 делать толстую пленку. Например, для груза 25 кг требуется пленка из чистого ПВД 15803-020 толщиной 100 микрон. Из-за этого стоимость упаковки в термоусадочную пленку из ПВД 15803-020 повышается на 30-40%.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ изготовления термоусадочной пленки (см. RU 2296775 С2, 10.06.2005), который включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. В частности, согласно этому способу пленка получается из мультимодального полиэтилена, полученного полимеризацией в присутствии катализатора с однотипными центрами полимеризации, имеющими более одного способ производства термоусадочных пленок, патент № 23723605 цикличного лиганда, причем указанный мультимодальный полиэтилен включает А) сополимер с меньшей молекулярной массой этилена и С4-12 альфа-олефина и В) сополимер с большей молекулярной массой этилена и С4-12 альфа-олефина, имеющего более высокую молекулярную массу, чем альфа-олефин компонента А, при этом все компоненты получаются с использованием одного и того же катализатора.

Однако полученная описанным способом пленка не обладает достаточной прочностью и растяжимостью.

Техническая задача изобретения и достигаемый при этом технический результат - повышение прочности термоусадочных пленок.

Поставленная техническая задача и достигаемый при этом технический результат решается посредством предлагаемого изобретения, в соответствии с которым способ производства термоусадочных пленок включает механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением. При этом для механического смешивания используют гранулы унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления и бимодального полиэтилена высокого давления при следующем соотношении компонентов в % по весу:

унимодальный полиэтилен высокого давления 57-95
унимодальный полиэтилен низкого давления 3-25
бимодальный полиэтилен высокого давления 2-40,

при этом экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин.

Способ реализуется следующим образом: перед экструзией термоусадочной пленки в экструзер подается смесь из:

- ПВД 15803-020,

- полиэтилена низкого давления (ПНД) 276-73, 83, 84, 85, 86, 75 или другой ПНД (ГОСТ 16338-85),

- бимодальный полиэтилен высокого давления - Borealisa: Borstar F B3450, FB 4230, FB 4370, FB 2310.

Марка сырья-смеси и пленки в Хорлово названа LDPE-91.

Смесь изготавливается в пределах указанных выше соотношений компонентов.

Экструзия пленки LDPE-91 проводится на скорости выше 18 метров/минуту.

Полученная таким образом термоусадочная пленка имеет улучшенные физико-механические прочностные параметры, приведенные в Приложении № 2. (табл.2, фиг.2).

Для исследования влияния рецептурного состава и скорости вытяжки пленки при экструзии на физико-механические параметры пленки была проведена серия экспериментов по получению термоусадочных пленок при разном процентном содержании ПНД 276: 5%, 10%, 15%; при разном процентном содержании FB4370: 5%, 10%, 18% и при разной скорости вытяжки пленки: V=15 метров/минуту и V=24 метра/минуту.

Эксперименты показали, что оптимальное значение физико-механических параметров термоусадочной пленки получаются при следующем соотношении составляющих ее компонент: ПВД 15 8(67%) + ПНД 276(15%) + FB 4370(18%). Согласно полученным данным в рецептуре термоусадочных пленок возможен для использования и больший процент ПНД276 и FB4370, но при этом снижается скорость усадки термоусадочных пленок, повышается температура усадки и уменьшается относительное удлинение, что ухудшает качество пленки и затрудняет ее использование при упаковке в туннельной печи.

Установлено также, что увеличение скорости вытяжки пленки в принципе положительно сказывается на прочностных физико-механических параметрах термоусадочной пленки. Так, для испытанных рецептур при переходе со скорости вытяжки 15 метров/минуту на скорость 24 метра/минуту прочностные физико-механические параметры пленки увеличиваются (улучшаются). При дальнейшем увеличении скорости вытяжки (особенно после 30 метров/минуту) прочностные параметры пленки продолжают увеличиваться (улучшаться), однако начинает уменьшаться относительное удлинение и увеличиваться продольная усадка.

Предложенный способ позволяет увеличить механические параметры термоусадочной пленки, обеспечивающие ее прочностные свойства. Предел прочности повышается на 20-30%. Это позволяет для упаковки тяжелых грузов использовать тонкие пленки, изготовленные на базе ПВД 15803-020. Например, для упаковки груза весом 25 кг достаточна пленка толщиной 60 микрон.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ производства термоусадочных пленок, включающий механическое смешивание гранул нескольких видов полиэтилена и экструзию пленки с последующим пневматическим ее растяжением, отличающийся тем, что для механического смешивания используют гранулы унимодального полиэтилена высокого давления, унимодального полиэтилена низкого давления и бимодального полиэтилена высокого давления при следующем соотношении компонентов, вес.%:

унимодальный полиэтилен высокого давления 57-95
унимодальный полиэтилен низкого давления 3-25
бимодальный полиэтилен высокого давления 2-40
при этом экструзию ведут со скоростью более 18 м/мин.

www.freepatent.ru

Чего вы не знали о термоусадочной пленке?

Современная промышленность предлагает великое множество изделий из полимерных материалов, включая пленку из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и других составов. Чем же отличается от традиционного материала пленка термоусадочная? Почему в производстве возникла необходимость такого материала?

Поскольку в современных торговле и производстве активно используют пленочную упаковку, то и речь пойдет о применении пленки п/э в этой отрасли. Упаковочная термоусадочная плёнка надежно защищает разнообразную современную продукцию во время ее хранения и транспортировки. Такой материал не пропускает ни пыли, ни влаги. Он обеспечивает товару отсутствие механических повреждений и предотвращает попытки несанкционированного вскрытия упаковок.

ПВД И ПВХ

Термоусадочная пленка ПВД и ПВХ обладают гибкостью, позволяющей упаковывать товар и поштучно, и группами. Материал может быть использован и для пищевых продуктов, и для промышленных товаров. При нагревании он принимает форму упаковываемого изделия, плотно обтягивая его. Содержимое попадает под прочный барьер, не деформируясь. В любом магазине эту упаковку можно увидеть на книгах, бытовой технике, CD дисках. Для усадки пленки из ПВХ необходима температура +80 - + 120 °С.

Для производства термоусадочной плёнки ПВД по ГОСТ 25951-83 используют только первичные гранулы полиэтилена высшего сорта. Получаемый материал обладает более высоким уровнем эластичности, чем другие. Его прочность не меняется в диапазоне температур от -50 до +50 С. Усадку производят при температуре 120 - 200 °С. Эту упаковку можно увидеть на группах бутилированных напитков или на стройматериалах.

ПОФ

Еще один вид термоусадочной плёнки называется «полиолефиновой». Для ПОФ пленки характерны такие свойства, как морозоустойчивость, она не теряет своих параметров и при -40°С. Прочность этого материала также находится на высоте, но при этом он легче ПВХ на на 30%.

Можно упомянуть и том, что полиолефиновая пленка отличается хорошей эластичностью и герметичностью. Упакованный в нее товар приобретает более презентабельный вид. В этом легко убедиться обратив внимание в магазинах на полиграфическую продукцию, детские игрушки, продукты. Для усадки такому материалу необходима температура + 120 °С.

Общие свойства

Для изготовления всех названных видов пленок используют метод выдувной и плоскощелевой экструзии. Если в состав полимера добавить светостабилизирующие добавки, полученная из него упаковка будет защищать товар от выгорания под солнечными лучами. Все названные пленки также могут выпускаться как прозрачными, так и цветными. Если нужна более прочная упаковка (например, для формирования палет), для ее создания используют многослойную пленку, обычно, состоящую из 3 или 5 слоев.

Усадка данного материала может происходить в поперечном и продольном направлениях с разной степенью. Одноосно-ориентированная пленка получается в том случае, если усадка проведена в одном направлении, двухосно-ориентированную – в любом. Каждый производитель готов предложить материал определенной толщины и размера, просмотреть технические характеристики продукции всегда можно на сайтах поставщиков (www.plenka-pack.ru).

Если необходима пленка для единичной упаковки, подойдет толщина 20-50 мкм, для групповой - 100-250 мкм, для штабельной - 100-250 мкм. Поставки могут осуществляться в разном виде: полотном, рукавом, полурукавом. Материал допускает нанесение флексографической печати.

На стоимость заказа влияет несколько показателей изделия, среди которых

  • качество сырья,
  • размер,
  • плотность,
  • количество штук в упаковке.

Сразу стоит отметить, что самой дешевой термоусадочной пленкой является ПЭ, самой дорогой — ПОФ.

krugznaniy.ru

Термоусадочная пленка

В качестве термоусадочных пленок используют одно- и двухосноориентированные пленки, которые могут сокращаться при нагревании и при этом плотно обтягивать упакованные в них изделия. В инженерной практике к усадочным принято относить пленки, обладающие способностью давать повышенную (до 50% и более) усадку и используемые для упаковки различных изделий.

К преимуществам упаковки в термоусадочные пленки по сравнению с традиционными пленочными упаковками относятся уменьшение объема упаковки за счет плотного обтягивания товара, относительно меньшая масса пленок. Упаковка в усаживающуюся пленку часто бывает дешевле и привлекательнее на вид, чем обычный ящик из картона. Этот вид упаковки дает определенные преимущества для розничной торговли: уменьшение количества упаковочного материала и площади в торговом зале, занимаемой товаром по мере его реализации. Упаковывание в термоусадочную пленку защищает товар от воздействия окружающей среды.

Термоусадочные пленки применяются для упаковки разнообразных продуктов питания, банок, бутылок, галантерейных и хозяйственных изделий, газет, журналов, канцелярских товаров и т.д.

Внутреннее производство

Существует три варианта упаковки в термоусадочную плёнку:

единичная упаковка. Ее также называют штучной, или индивидуальной. Каждое отдельное изделие обертывается пленкой, которая после усадки плотно облегает изделие, повторяя его конфигурацию. групповая упаковка. Предварительно комплектуется набор из нескольких однотипных или разнотипных изделий, которые, как и при единичной упаковке, обертываются пленкой, после усадки которой получается плотный пакет. штабельная (или паллетная) упаковка. На жесткий поддон укладываются несколькими рядами изделия (мешки, коробки, книги, кирпичи, лотки с банками, бутылками и т.д.), которые сверху покрывают чехлом из термоусадочной пленки и подают в туннельную печь. После усадки получается компактный штабель, который можно легко перемещать подъемно-транспортными средствами.

Оболочки из термоусадочной пленки по конструктивному исполнению подразделяются на обандероливающие, полностью обертывающие и зачехляющего типа.

Обандероливающие пакетирующие оболочки покрывают группу изделий (упаковочных единиц) или транспортный пакет (блок-пакет) по периметру полностью, а на торцевых сторонах имеют отверстия. При полном обертывании пленочная оболочка полностью покрывает транспортный пакет или группу изделий (упаковочных единиц).

Для скрепления транспортных пакетов пакетирующими оболочками зачехляющего типа из рукавной термоусадочной пленки изготавливаются чехлы путем соединения сварным швом верхних краев отрезка рукава.

Практически весь объем производимой термоусадочной пленки (около 80%) идет на групповую упаковку товаров. Для данного вида упаковки применяется термоусадочная пленка толщиной от 50 до 100 мкм. При этом самыми популярными толщинами пленки для групповой упаковки являются 80 мкм и 100 мкм.

Около 15% термоусадочной пленки идет на штабельную упаковку продукции. При этом основными потребителями выступают кирпичные и цементные заводы. Для данного вида упаковки применяется термоусадочная пленка толщиной от 120 до 250 мкм. При этом самыми популярными толщинами пленки для штапельной упаковки являются 120 мкм и 150 мкм.

Лишь 5% термоусадочной пленки идет на единичную упаковку продукции. Для данного вида упаковки применяется термоусадочная пленки толщиной от 8 до 50 мкм. При этом самыми популярными толщинами пленки для штапельной упаковки являются 15 и 40 мкм.

Объём производства термоусадочной плёнки

Общероссийский объём рынка термоусадочных плёнок в 2008 году по сравнению с 2007 годом вырос на 2,9%.

Эксперты отмечают, что в 2008 году рост производства значительно замедлился по сравнению с предыдущими годами, некоторые предприятия сворачивают своё производство. Экономически кризис очень сильно ударил по производителям термоусадочных плёнок. Замедление темпов роста, а так же рецессия, наблюдаемая в некоторых отраслях, привело к снижению спроса как в целом на упаковку, так и на термоусадочную плёнку.

Производители термоусадочной плёнки

В настоящее время насчитывается около 130 предприятий, занимающихся производством термоусадочной пленки. Лишь на 45-х из них выпускается многослойная пленка (в основном трехслойная). Однако в 2007-2008 г.г. открылись новые производства по выпуску и более сложных термоусадочных плёнок, например, пятислойных. Всего многослойные плёнки составляют около 25% совокупного объема российского производства термоусадочных пленок. Относительно малая доля производства многослойных термоусадочных пленок обусловлена дорогостоящей организацией производства данного вида продукции.

Доля производителей от объема внутреннего производства термоусадочных пленок в 2008 году.

Источник: Исследовательская компания Abercade

Практически в каждом крупном городе существуют производства по выпуску термоусадочной плёнки и крупных, национальных, производителей не существует.

Экспорт термоусадочных пленок

Объём экспорта термоусадочных плёнок в натуральном выражении в период 2007-2008 г.г. увеличился на 24,3%. Такой значительный рост экспорта объясняется ростом внутреннего производства термоусадочных плёнок. Тем не менее, стоит отметить тот факт, что экспорт в производстве термоусадочных плёнок занимает около 0,3%. Увеличение производства российских термоусадочных плёнок идёт на удовлетворение внутреннего спроса.

Экспорт российской термоусадочной плёнки в денежном выражении в 2008 году увеличился на 106,4%. Экспорт в денежном выражении значительно опережал экспорт в натуральном выражении. Однако в связи со скромными объёмами экспорта термоусадочной плёнки говорить о каких-либо закономерностях не приходится т.к. стоимость плёнки зависит от различных факторов (толщина, цвет, длина рукава, используемое сырьё и т.д.).

Рейтинг стран получателей термоусадочной пленки в 2008 году

Источник: Исследовательская компания Abercade

Основными странами, потребляющими российскую термоусадочную плёнку являются Казахстан и Монголия, их совокупная доля выросла с 58,5% в 2007 году до 73,1% в 2008 году. Кроме того, крупным потребителем российских термоусадочных плёнок является и Туркмения, толя которой в 2008 году составила 14,7%. Совокупная доля первой тройки стран составила 87,8%. Основными экспортёрами, продающими российскую термоусадочную плёнку за рубеж являются ОАО «Пластик» и ООО ПКФ «Техпрокомплект», их совокупная доля выросла с 31,6% в 2007 году до 39,9% в 2008 году.Кроме того, крупными компаниями, занимающимися экспортом являются ООО «Вираж» и ЗАО «Терма». Их доля в общем объёме экспорта в 2008 году составила 17,9% и 17,2% соответственно.

ИмпортИмпорт в 2008 году увеличился на 25,8% по сравнению с 2007 годом. Такой значительный рост импорта объясняется ростом внутреннего потребления термоусадочных плёнок. Несмотря на то, что в 2007-2008 г.г. открылись несколько новых производств термоусадочных плёнок, очевидно, что рост рынка имеет большие темпы. Тем не менее, стоит отметить тот факт, что объём импорта по сравнению с внутренним производством имеет достаточно скромные размеры, всего около 3,7%. В целом, увеличение производства российских термоусадочных плёнок покрывает рост внутреннего спроса.

Импорт российской термоусадочной плёнки в денежном выражении в 2008 году увеличился на 41,7%. Рост импорта в денежном выражении опередил импорт в натуральном выражении, это означает, что цены на импортную термоусадочную плёнку росли быстрее чем росли объёмы импорта в натуральном выражении.

Основными странами, импортирующими свою термоусадочную плёнку в Российскую Федерацию являются Израиль, Китай, Турция и Финляндия, их доли в импорте в 2008 году составили 15,9%, 15,3%, 10,1% и 9,7% соответственно, а совокупная доля выросла с 47,1% в 2007 году до 51% в 2008 году. Кроме того, крупным импортёром термоусадочных плёнок на российский рынок является Франция, толя которой в 2008 году составила 7,8%. Стоит отметить, что импорт из Израиля и Китая растёт большими темпами, чем общий объём импорта термоусадочных плёнок.

Рейтинг стран отправителей термоусадочной пленки в 2008 году

 

Источник: Исследовательская компания Abercade

Основными импортёрами, продающими термоусадочную плёнку в Российскую Федерацию являются П.В.РАН ЛТД, Квик Пак Пасифик ЛТД и Наксан Пластик Сан Ве Тик А.С., их совокупная в 2008 году составила 26,5% от общёго объёма импорта. Кроме того, крупным поставщиком, занимающимися импортом является Гринхилл Инвест Финанс Инк. Его доля в общем объёме импорта в 2008 году составила 3,3%.

Тенденции российского рынка термоусадочных пленок

Термоусадочные плёнки, являются новинкой на российском рынке, однако в наши дни они нашли широкое применение в упаковке различных товаров, прежде всего, пищевой продукции. Сферы применения ее в пищевой отрасли довольно разнообразны, наиболее часто используются следующие:

  • упаковка хлебобулочных изделий - применяется для увеличения сроков реализации и, кроме того, в такой упаковке хлебобулочные изделия приобретают эстетичный товарный вид;

  • упаковка мяса и птицы – для увеличения сроков хранения, придания эстетичного вида и удобства для розничной продажи;

  • упаковка кондитерских изделий или полуфабрикатов с использованием лотков соответствующих размеров. Такая упаковка, благодаря жёсткому лотку, обеспечивает большую сохранность продукта по сравнению с обычной расфасовкой в пакеты и имеет более привлекательный для потребителя объём фасовки.

  • групповая упаковка банок, бутылок, пакетов с алкогольными и прохладительными напитками, молочными продуктами и др.

Также термоусадочная пленка используется и в сфере непищевых товаров. В частности с ее помощью осуществляют:

  • упаковку бумажных изделий – бумаги для факсов, полиграфической продукции. В данном случае используется термоусадочные пленки с низкой степенью усадки;
  • упаковку продукции радиоэлектронной, металлообрабатывающей и легкой промышленности;
  • упаковку хозяйственных изделий;
  • упаковку химических, пищевых, медицинских, парфюмерных товаров;
  • упаковку строительных материалов: плинтусов, штапика, наличников, карнизов, жалюзи, обоев и многих других длинномеров. В данном случае используется термоусадочные пленки с различной усадкой в продольном и поперечном направлениях;
  • упаковку видеокассет, CD-, DVD-дисков, сувениров и др.

Экономический кризис, признаки которого в России проявились в конце 2008 года, сказался и на рынке термоусадочных плёнок. Это проявилось и в том, что впервые за последние годы рост рынка сократился.

Так же важным этапом развития рынка термоусадочных плёнок стал переход на многослойные термоусадочные плёнки.

Обладая многочисленными преимуществами перед однослойными плёнками, они всё активнее используются в упаковке товаров. По оценкам экспертов, в 2008 году, доля многослойных термоусадочных плёнок составила до 25% общего объёма рынка. Практически все предприятия, начавшие своё производство термоусадочной плёнки в последние 2-3 года, выпускают именно многослойную плёнку.

www.upakovano.ru

Что такое термоусадочная пленка? - Пром-Пласт

Термоусадочная пленка — это полиэтиленовый материал, который предназначается для упаковки самой разной продукции. Термоусадочной она названа, потому что под воздействием высокой температуры сокращается, а после остывания принимает форму упаковываемой продукции. Таким образом, с помощью термоусадочной пленки вы можете упаковать практически любой товар — даже нестандартной формы.

Виды термоусадочной пленки

Производится такая пленка из ПВХ, ПОФ и полиэтилена. Готовая термоусадочная пленка различается по толщине и степени усадки: например, пленка с невысокой степенью усадки используется для упаковки трикотажных и текстильных изделий, рулонов ткани, печатной продукции — книг, газет, журналов и так далее. Другой же вид — с большой толщиной и с более высокой степенью усадки — используют, когда нужно упаковать хрупкие предметы, стекло, посуду и другие товары, которые требуют особой осторожности при перевозке.

Варианты упаковки термоусадочной пленкой

Упаковка нескольких товаров или комплекта изделий особенно удобна для производителя — пленка фиксирует предметы и значительно облегчает транспортировку.

Также возможно упаковывание с помощью термоусадочной пленки штучных товаров и изделий — в этом случае используется тонкая полиолефиновая пленка.

Чем отличается термоусадочная пленка от полиэтиленовой

Термоусадочная пленка в некоторых случаях гораздо удобнее обычной полиэтиленовой:

· во-первых, она эластичнее и прочнее;

· во-вторых, она словно «обволакивает» изделие, становится вторым слоем;

· в-третьих, она привлекательней полиэтиленовой в плане внешнего вида — через нее гораздо лучше видно, что находится в упаковке.

Приобрести термоусадочную пленку проще всего оптом — это дешевле и выгоднее для покупателя. Компания «Пром Пласт» предлагает несколько видов такой пленки — познакомиться с ними вы можете в нашем каталоге.

prom-plast37.ru


Sititreid | Все права защищены © 2018 | Карта сайта