CN105612046A - 塑料薄膜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种塑料薄膜(1)具有一个或多个纵向带，该一个或多个纵向带具有比该薄膜(1)的主要部分厚3μm-50μm的厚度。每个更厚的带是与该薄膜(1)的主要部分整体形成的。每个带是呈单层的形式。一种用于生产该薄膜(1)的方法包括将一种熔融聚合物或聚合物组合物以单层(7)挤出并且冷却，这样使得形成一种薄膜(1)。该聚合物层(7)在该薄膜(1)的主要部分被冷却之前在一个或多个窄的区域中被冷却。这些窄的冷却的区域对应于该一个或多个更厚的纵向带的宽度和位置。该薄膜(1)的一些典型的用途包括包裹货盘以及包装农产品。

Description

塑料薄膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种具有一个或多个纵向带的塑料薄膜，该一个或多个纵向带具有比该薄膜的主要部分厚3μm-50μm的厚度。本发明还涉及一种用于生产该薄膜的方法，其中将一种熔融聚合物或聚合物组合物以单层挤出并且冷却，这样形成一种薄膜。最后，本发明涉及该薄膜的用途。
现有技术
塑料薄膜具有许多不同的使用领域。一个此类的使用领域是包装多种产品，或者手动地或借助于自动装置。例如，货盘上的货物可以用塑料薄膜包住以便将货物在运输过程中固定在货盘上。
当有待运输大体积的货物时，包裹过程是自动化的。典型地，将装载有其货物的货盘放置在一个可旋转的台上，并且将塑料薄膜的一端从分配器拉伸并且附接至该货盘或其上的货物的一侧上，经常借助于其附着力。然后将该货盘旋转若干圈，同时将该分配器在竖直方向上来回移动，使得该货盘和其上的货物被该塑料薄膜的若干层覆盖。经常在施用塑料薄膜之前将其拉伸。最后，从该分配器切割塑料薄膜。货盘和其上的货物然后形成一个稳定的单元，该单元可以被安全地运输至其目的地，而没有货物从该货盘掉落的风险。
塑料薄膜的另一个使用领域是将新割的草包裹到大的球形包装中，以便形成用于青贮饲料(ensilage)的气密包装，该青贮饲料被作为动物饲料用于农业目的。自动装置用于使用若干个重叠的塑料薄膜层包裹该草。
塑料薄膜的化学组成、其机械特性、以及其厚度适配于其特定用途，使得当该薄膜被施用时它将起作用。然而，塑料薄膜的另一个重要方面是它必须易于处理，特别是用自动装置，因为薄膜的破损可能导致该装置的意外的停机时间、交付的延迟等。
已经发现就薄膜的整体强度和其易于处理而论，许多类型的塑料薄膜的边缘起到非常重要的作用。
在EP2047985中边缘被描述为最敏感的区域，并且对边缘的损害可能导致在薄膜被施用时的该薄膜的破损。在EP2047985中机械加强塑料薄膜的问题通过在薄膜已经被流延或吹制之后立即从该薄膜的边界切割条并且将这些条施用在该薄膜的主要部分的边缘上解决。
在若干其他文件，如EP1095759中，将薄膜的最外的部分纵向地折叠至少一次以便增强边缘。
这些解决方案相当好地起作用，至少在理论上，但在实践中可能出现问题。偶然地折痕或皱痕意外地出现在或者折叠的或切下的条上或其中已经施用了条的区域中的膜的主要部分上。边缘的强度在这样的皱痕的区域中严重降低，并且塑料薄膜的破损可能容易地接着发生，这进而导致如上所述的装置的停机时间、延迟等。
增强塑料薄膜的上述方法的另一个缺点是生产速度可能必须降低以便避免在其生产过程中形成皱痕或与折叠或切割该薄膜的装置有关的问题。
问题
本发明的目的是提供一种塑料薄膜，该塑料薄膜具有其纵向区域的优越的增强，从而避免了在处理过程中与该薄膜的破损有关的问题。
解决方案
如果初始提及的塑料薄膜的特征在于每个更厚的带是与薄膜的主要部分以单层整体形成的，则将达到这个目的。
如果该塑料薄膜进一步特征在于一个或多个如权利要求2至4中的特征，则将获得进一步的优点。
关于生产该塑料薄膜的方法，如果初始提及的方法的特征在于在该薄膜的主要部分被冷却之前，该聚合物层在一个或多个窄的区域(对应于该一个或多个更厚的纵向带的宽度和位置)中被冷却，则达到该目的。
如果该方法进一步特征在于一个或多个如权利要求6至9中的特征，则将获得进一步的优点。
附图简要说明
现在将参照附图来描述本发明。在此：
图1是根据本发明的塑料薄膜的一个实施例的平面图；
图2是说明根据图1的塑料薄膜的厚度的图；
图3是用于生产根据本发明的塑料薄膜的制造装置的零件的示意图；
图4a是包括在根据本发明的装置中的喷嘴的形状的第一实例；并且
图4b是包括在根据本发明的装置中的喷嘴的形状的第二实例。
优选实施方式
在图1中示意性地示出了根据本发明的塑料薄膜1的一个实施例的区段。塑料薄膜本身是熟知的，并且本说明书将主要集中在与现有技术相比是新颖的塑料薄膜1及其生产的那些特征。
在一个优选的实施例中，包括在根据本发明的塑料薄膜中的主要材料是聚乙烯，其是可再循环的。然而，存在改变塑料薄膜1的组成的许多可能性。塑料薄膜1可以包括若干个具有不同化学组成并且具有不同机械和化学特性的薄层。此类特性的实例是塑料薄膜1附着到相邻表面的能力，以及不附着，或滑动到相邻表面的能力。塑料薄膜经常生产为其中一个表面显示附着特性，而另一个表面显示滑动特性。该薄膜的另一种可能的特性是在很大程度上拉伸而不破损的能力。还更多特性是气体(如氧气)的预定最大透过率和UV辐射耐受性。包括在塑料薄膜1内的薄层是在制造时直接形成的，例如通过流延挤出或吹制，并且它们彼此不可分离，而是形成一个统一体。本领域技术人员将认识到改变薄膜的组成的甚至更多的可能性，这些可能性全部都是本发明的不同实施例。
塑料薄膜1具有一定预定厚度的主要部分2，和至少一个(在图1中三个)具有更高厚度的带3。带3在塑料薄膜1的纵向方向上沿其整个长度延伸。
主要部分2的预定厚度可以变化，取决于塑料薄膜1的预期使用领域。主要部分2的厚度由于在其制造过程中的高精度通常是均匀的。该厚度通常在制造过程中被很好地控制，使得使用塑料材料的最小消耗达到预定的最小值与最大值之间的厚度。此外，该预定厚度是重要的以便实现塑料薄膜1的预定强度。
在图2中一个图示出了在根据图1的薄膜的宽度范围内的厚度分布的实例。在该实例中带3是25μm厚，而主要部分2是10μm厚。总的来说，带3是比主要部分2更厚约3-50μm、优选更厚10-20μm、并且更优选更厚15μm。
在本发明的一个优选实施例中带3沿侧边缘4的至少一个提供，并且更优选地沿两个侧边缘4提供。
如在本申请中最初提及的，塑料薄膜1的侧边缘4通常是弱区域，这些区域需要被增强以便确保塑料薄膜1的良好的整体性能并消除在该薄膜的边缘处开始的破损风险。在本发明的该优选实施例中，该增强是通过使塑料薄膜1在沿着边缘的带状区域3中更厚提供的。更厚的带3是与该薄膜的主要部分2整体形成的。更厚的带3是以单层形成。因此不需要塑料薄膜1的切割、车削或折叠，并且消除了在薄膜的层之间形成皱痕的风险。
此外，强的边缘将有助于包装单元(如负载有货物的包裹的货盘)的机械强度，其中包裹的塑料薄膜1的具有更厚的带3的增强的边缘4充当围绕该货盘和其上的货物包裹的绳索，除了薄膜1的主要部分2之外。
如图1中可见的，一个或多个更厚的带3可以在距离边缘4一定距离处纵向安排在塑料薄膜3上。存在这种安排的至少两个优点。
首先，塑料薄膜1中的附加的更厚的带3进一步有助于包装单元的机械强度，如以上对于增强的边缘4描述的。将获得类似的“绳索效应”。
其次，在距离边缘4的一定距离处安排更厚的带3有助于纵向切割塑料薄膜1，如果该切割是在更厚的带3中进行，当被切割时相比薄膜1的主要部分2，带3较不易于裂开或破损。切割可以在薄膜1的制造过程中进行，在它被首次卷起之前。以这种方式，具有增强的边缘的薄膜1的若干个卷可以同时制造。
更厚的带3，无论它们是沿着边缘4还是在距离边缘4的一定距离处安排，总的来说也用于增强塑料薄膜1，这具有的优点是薄膜的较大的主要部分2可具有比以前更薄的预定厚度，并仍然起相同作用。例如，在先前使用具有约20μm的均匀厚度的薄膜的情况下，估计具有厚度为10μm的主要部分2和25μm的增强边缘4的薄膜将是足够的。以这种方式减少了每长度单位的薄膜1所用的材料的量，从若干个观点来看这是有利的。塑料薄膜1的卷，含有如前所述的相同长度的薄膜，将重量更轻并且将更易于举起和处理，这是一个人体工程学的优点。塑料薄膜1的卷的更低的重量将使运输更容易且消耗更少的燃料，这是一个环境优点，连同以下事实一起：消耗了更少的包括在薄膜1中的聚合物材料。
如前所提及，根据本发明的塑料薄膜1的一个可能的用途是用于围绕具有货物的货盘包裹。更厚的带3大大有助于薄膜1的强度并有助于在运输过程中保持货物在适当地方，同时主要部分保护货物免受雨水，灰尘等。为此目的塑料薄膜1通常是拉伸膜，该拉伸膜在施用后呈伸开的状态，缩回并且从而自身围绕货盘上的货物紧紧包裹以使其保持在适当地方。
根据本发明的塑料薄膜1的另一种可能的用途是用于包裹农产品，如在生产青贮饲料中的草。其条件是包括在塑料薄膜1中的聚合物的组合物被适配于这个目的，通过降低氧气透过率并提供合适的耐UV性，以及适合的拉伸和附着特性，增强带3，特别是在边缘4处，是非常有用的。在自动装置中处理薄膜1的容易性、降低的薄膜的破损风险、以及材料消耗的减少是与使用根据本发明的塑料薄膜1用于农业目的相关的一些优点。
用于生产根据本发明的塑料薄膜1的原理示于图3中。一种熔融聚合物或聚合物的组合物，如果必要成层地，以相对厚的单层7(约800μm)从挤出机的模口5挤出到冷却辊6上。在冷却辊6的轴向方向上层的宽度对应于所产生的塑料薄膜1(在其被纵向切割之前)的宽度，视情况而定。
挤出的聚合物层7将通过辊6的旋转被拉伸成较薄的层，导致根据现有技术的流延塑料薄膜。在距离挤出机模口5一定距离处，熔融聚合物7将被冷却到凝固的温度，并且在这个阶段，熔融聚合物7不再被拉伸成越来越薄的层，而是被转化为塑料薄膜1，该塑料薄膜具有预定的厚度，通常在7-40μm的范围内，并具有预定的特性。在距离挤出机模口5的这个距离处，这里聚合物7凝固，形成了所谓的霜线8。
为了在根据本发明的塑料薄膜1中产生具有增加的厚度的带3，在挤出机模口5与霜线8之间的区域中附加地冷却熔融聚合物层7。附加的冷却导致熔融聚合物7在其到达霜线8之前并且在其被拉伸成与塑料薄膜1的其余部分(即主要部分2)相同的低厚度之前凝固。结果是薄膜1的具有较高厚度的区域，并且因为该过程在长时间段期间是连续的，其中通过挤出机模口5连续挤出聚合物材料7和连续旋转冷却辊6，结果将是区域3在塑料薄膜1的纵向方向上是带形的。附加的冷却可以在若干个区域中沿着熔融聚合物层7的宽度进行以便产生若干个平行带3。
具有一个或多个以刚刚描述的方式产生的纵向带3的塑料薄膜1以旋转冷却辊6的速度(通过测量单元9测量的)向前，纵向切割(如果需要的话)，并卷成具有适合尺寸的卷。测量单元优选地连接到一个用于控制塑料薄膜1的不同区段2，3的厚度的调节器上，并且该调节器控制该挤出机模口5和塑料薄膜的不同部分的冷却单元10。
该附加的冷却能够以不同的方式来进行。在本发明的一个优选实施例中，压缩空气通过被引导朝向在挤出机模口5与霜线8之间的熔融聚合物层7的一个或多个喷嘴10吹出。本领域技术人员然而将认识到存在许多其他流体，呈气体或液体形式，这些流体能够以类似的冷却效果使用，如二氧化碳、氮气、水、水雾等。所使用的流体的流量和压力将必须进行调整，使得层7中的熔融聚合物材料不因来自每个喷嘴10的液流移位。
流体的流量、压力和温度的调整也将必须进行，以便确保冷却效果足以获得所希望的带3的厚度，当使用不同的冷却流体时。冷却效果越高，熔融聚合物7将凝固的越快，并且带3将越厚。可将若干个喷嘴10顺序放置在冷却辊6的旋转方向上，以便提高冷却效果。这对于获得较高厚度的带3是特别有用的，因为聚合物材料不是特别好的热导体。冷却效果将必须增加以便使热量遍及整个熔融聚合物层7分散，如在冷却辊6的径向方向上看到的，而没有在表面上的聚合物材料7因来自喷嘴10的流体射流的压力的移位。
另外，该一个或多个喷嘴10的布置将影响带3的厚度。如果将单个喷嘴，或一组喷嘴10靠近霜线8放置，则所得到的带3的厚度将低于如果将喷嘴10更靠近挤出机模口5放置。这是由于以下事实：熔融聚合物层7的一般厚度在靠近挤出机模口5的区域中更高，而熔融聚合物层7在靠近霜线8的区域中将已经被拉伸的更薄。
喷嘴10的尺寸和形状能够以不同的方式改变以便获得使用每种特定冷却流体的所希望的冷却效果。如前面所提及，令人希望的是将来自熔融聚合物层7上的流体射流的压力保持为低的，以便不机械地影响聚合物层7的表面。在一个优选的实施例中，使用压缩空气的实验已经示出了具有近似椭圆的或矩形的横截面(其中长轴的长度是在30-70mm的范围内)的喷嘴10，如图4a中所示。图4b示出了顺序安排的如上所述的三个喷嘴10的横截面。
替代性实施方式
本发明的不同方面的若干个可能的变体已经结合一个优选实施例的以上描述来描述。应注意这些变体可以单独或以如本领域技术人员发现的适用于获得所希望的结果的各种组合应用。
前面没有描述的一些另外的变化将简要提及。设想的是该冷却能够以不同于朝向聚合物层7排出流体的另一种方式进行。例如，该冷却可通过纯粹的机械手段进行，诸如施用一个或多个辅助冷却辊，这些冷却辊具有对应于在挤出机模口5与霜线8之间的区域中的所希望的带宽度的宽度。此类辅助辊将在与以上描述的冷却辊6的旋转方向相反的方向上旋转，并且它们对聚合物层7的压力将是非常低的。
其中带3的厚度可以特别提高的实施例包括在开口处对挤出机模口5提供凹处，通过该开口熔融聚合物7，或聚合物的组合物，被挤出。通过在模口5中提供凹处，较高量的聚合物在这些区域中被挤出。结果将是挤出的聚合物层7将甚至在冷却气缸开始将其拉伸成更薄的层之前在这些区域中具有更高的厚度，并且最终结果将是具有带状区域(具有更高厚度)的塑料薄膜1。优选地熔融聚合物层7在更厚区域中被冷却，如上所述，使得层7中的聚合物将跨越薄膜1的宽度近似同时凝固。
生产塑料薄膜1的方法总的来说也可以改变，当施用所述冷却方法之一时。一个这样的变体是将冷却喷嘴10或冷却辊与用于吹制塑料薄膜而不是以上所述的流延的装置一起使用。

Claims (11)

1.一种塑料薄膜，具有一个或多个具有比该薄膜(1)的主要部分(2)厚3μm-50μm的厚度的纵向带(3)，其特征在于每个更厚的带(3)是与该薄膜(1)的主要部分(2)以单层整体形成的。
2.根据权利要求1所述的塑料薄膜(1)，其特征在于至少一个带(3)形成该薄膜(1)的增强边缘(4)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的塑料薄膜(1)，其特征在于这些纵向带(3)的厚度是比该主要部分(2)更厚10μm-25μm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料薄膜(1)，其特征在于该薄膜(1)是一种拉伸膜。
5.一种用于生产根据权利要求1至4中任一项所述的薄膜(1)的方法，其中将一种熔融聚合物或聚合物组合物以单层(7)挤出并且冷却，这样使得形成一种薄膜，其特征在于在该薄膜(1)的主要部分(2)被冷却之前，该聚合物层(7)在一个或多个窄的区域中被冷却，该一个或多个窄的区域对应于该一个或多个更厚的纵向带(3)的宽度和位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于在这些窄的区域中的冷却是通过从一个或多个被引导朝向该聚合物层(7)的喷嘴(10)排出一种流体进行的。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其特征在于该流体是压缩空气。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于该熔融聚合物或聚合物组合物以增加的厚度在这些窄的区域中被挤出，通过对一个挤出机模口(5)提供凹处，这些凹处对应于其中该聚合物层(7)被冷却的窄的区域。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于该薄膜(1)通过流延挤出形成。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的薄膜(1)用于包裹货盘的用途。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的薄膜(1)用于包装农产品的用途。
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