NL1018167C2

NL1018167C2 - Polyethylene film useful for packaging postal articles comprises a blend of metallocene linear low-density polyethylene, linear low-density polyethylene and low-density polyethylene

Info

Publication number: NL1018167C2
Application number: NL1018167A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Cornelis Hanemaaijer; Michel Johnny Cornel Hoogeveen
Original assignee: Verpakkingsindustrie Velsen B
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2002-12-03

Abstract

Polyethylene film comprises a blend of 35-65 wt.% metallocene linear low-density polyethylene with a melt flow index (MFI) of 0.7-1.4, 12-30 wt.% linear low-density polyethylene with a MFI of 0.6-1.6, and 20-30 wt.% low-density polyethylene with a MFI of 1.8-3.0. An Independent claim is also included for a process for producing polyethylene film by extrusion and inflation, comprising using a polyethylene blend as above and an inflation ratio of 2-4.

Description

Verpakkingsfolie op basis van polyethyleenPackaging film based on polyethylene

De uitvinding heeft betrekking op een verpakkingsfolie op basis van polyethyleen, die geschikt is voor het verpakken van tijdschriften en andere papierwaren.The invention relates to a packaging film based on polyethylene, which is suitable for packaging magazines and other paper products.

Tijdschriften en andere poststukken worden vaak verpakt in lage-dichtheids-poly-5 ethyleen (LDPE). Het basismateriaal is 100% LDPE met een smeltindex van 1,0 en een dichtheid van 0,918, of LDPE waar 10-20 gew.% lineair LDPE (LLDPE) met een smeltindex van 1,0 en een dichtheid van 0,925 is toegevoegd. Het materiaal wordt tot een blaasfolie van de gewenste breedte en dikte verwerkt in een extruder en vervolgens op een verpakkingsmachine om de poststukken gewikkeld, gesneden en dichtgelast.Magazines and other mail items are often packaged in low-density poly-ethylene (LDPE). The base material is 100% LDPE with a melt index of 1.0 and a density of 0.918, or LDPE where 10-20% by weight of linear LDPE (LLDPE) with a melt index of 1.0 and a density of 0.925 has been added. The material is processed into a blow film of the desired width and thickness in an extruder and then wound, cut and sealed around the mail items on a packaging machine.

10 Bij het per stuk verpakken van de poststukken is voor het dichtlassen van de folie bij de gangbare verpakkingsmachines een extra ruimte van enkele centimeters nodig. Daardoor ontstaan aan de kopse kant loze flappen in de foliehoes. Deze flappen zorgen voor problemen bij de automatische postverwerking en zijn ook weinig esthetisch. Het is tot nu toe niet gelukt een folie te ontwikkelen die dit nadeel opheft.When packing the postal items individually, an additional space of a few centimeters is required for sealing the film in the conventional packaging machines. This creates empty flaps in the foil sleeve on the short side. These flaps cause problems with automatic mail processing and are also not very aesthetic. Up to now it has not been possible to develop a foil that eliminates this disadvantage.

15 Gevonden is nu een folie op basis van LDPE die zodanige combinatie van rek- eigenschappen en seal-eigenschappen heeft, dat deze uitstekend geschikt voor het machinaal verpakken van poststukken en andere papierwaren en soortgelijke waren, waarbij de uiteindelijke folie nauwkeurig op de afmetingen van het poststuk aan kan sluiten. De folie wordt gekenmerkt door de maatregelen van de bij gevoegde conclusies. 20 Bijzonder kenmerk van de folie volgens de uitvinding is dat deze is gevormd uit een mengsel van drie typen lagedichtheids-polyethyleen. Voor een deel (20-40 gew.%, bij voorkeur 25-35 gew.% en in het bijzonder ongeveer 30 gew.%) bevat de folie klassieke LDPE, d.w.z. PE dat in de gasfase is gepolymeriseerd zonder of met zeer weinig (minder dan 5 gew.%) comonomeren. Daarnaast bevat de folie een hoeveelheid 25 (12-30 gew.%, bij voorkeur 16-25 gew.% en in het bijzonder ongeveer 20 gew.%) lineair LDPE (LLDPE), d.w.z. PE dat bij voorbeeld aan Ziegler-Natta-katalysatoren is gepolymeriseerd in aanwezigheid van 1-20 gew.%, in het bijzonder 3-15 gew.% comonomeren; die comonomeren kunnen bijvoorbeeld propeen, 1-buteen en hogere homologen, zoals C5-C18, zijn, in het bijzonder C3-C8, met een gemiddelde van 30 ongeveer C4. Tenslotte is de belangrijkste component van de folie (35-65 gew.%, bij voorkeur 40-60 gew.% en in het bijzonder ongeveer 50 gew.%) een met metalloceen gekatalyseerd lineair LDPE (MLLDPE) dat eventueel comonomeren in een hoeveelheid 1018167- 2 van 1-15 gew.%, in het bijzonder C4-C10 kan bevatten; MLLDPE heeft als belangrijkste eigenschap dat het, in tegenstelling tot LLDPE, een scherpere verdeling van het molecuulgewicht en een homogenere verdeling van de comonomeren heeft.A film based on LDPE has now been found which has such a combination of stretch properties and seal properties that it is excellently suitable for the mechanical packaging of mail items and other paper goods and similar goods, the final film being accurate to the dimensions of the can connect mail item. The film is characterized by the features of the appended claims. A special feature of the film according to the invention is that it is formed from a mixture of three types of low-density polyethylene. For a part (20-40% by weight, preferably 25-35% by weight and in particular about 30% by weight) the film contains classical LDPE, ie PE that has been polymerized in the gas phase without or with very little (less than 5 wt.%) comonomers. In addition, the film contains an amount of 25 (12-30% by weight, preferably 16-25% by weight and in particular about 20% by weight) linear LDPE (LLDPE), ie PE which, for example, to Ziegler-Natta catalysts is polymerized in the presence of 1-20% by weight, in particular 3-15% by weight of comonomers; those comonomers can be, for example, propene, 1-butene and higher homologues, such as C5-C18, in particular C3-C8, with an average of about C4. Finally, the main component of the film (35-65% by weight, preferably 40-60% by weight and in particular about 50% by weight) is a linear LDPE (MLLDPE) catalyzed with metallocene which optionally comonomers in an amount of 1018167 - 2 may contain 1-15% by weight, in particular C4 -C10; MLLDPE has the most important property that, unlike LLDPE, it has a sharper molecular weight distribution and a more homogeneous distribution of the comonomers.

De smeltindex van het (klassieke) LDPE is bij voorkeur 1,5-3,0, in het bijzonder 5 2,0 ± 0,3; die van het LLPDE is bij voorkeur 0,5-1,2, in het bijzonder 0,8 ± 0,2, en die van het MLLDPE is bij voorkeur 0,7-1,4, in het bijzonder 1,0 ± 0,2. De dichtheden liggen bij voorkeur tussen 0,910 en 0,935, in het bijzonder 0,925 ± 0,005 voor LDPE en LLPDE en 0,0918 ± 0,005 voor MLLDPE.The melt index of the (classical) LDPE is preferably 1.5-3.0, in particular 2.0 ± 0.3; that of the LLPDE is preferably 0.5-1.2, in particular 0.8 ± 0.2, and that of the MLLDPE is preferably 0.7-1.4, in particular 1.0 ± 0 , 2. The densities are preferably between 0.910 and 0.935, in particular 0.925 ± 0.005 for LDPE and LLPDE and 0.0918 ± 0.005 for MLLDPE.

Desgewenst kan het mengsel waaruit de folie wordt gevormd naast de genoemde 10 drie typen PE nog andere typen polymeren bevatten, zoals andere typen polyethyleen of polypropyleen, maar het totaal daarvan bedraagt bij voorkeur niet meer dan 10 gew.%. Bij voorkeur bevat het mengsel geen, of in ieder geval minder dan 3 gew.% plakkende polymeren ("tackifiers") zoals poiyisobutyieen.If desired, the mixture from which the film is formed may contain other types of polymers in addition to the said three types of PE, such as other types of polyethylene or polypropylene, but the total thereof preferably does not exceed 10% by weight. Preferably, the mixture contains no, or at least less than 3, weight percent of tackifying polymers ("tackifiers") such as polyisobutyiene.

De folie wordt bereid door smelten en mengen van de verschillende LDPE-15 materialen. Het kan hierbij gaan om volledige menging, waarbij door mono-extrusie een homogene folie wordt verkregen, of waarbij door co-extrusie een folie van twee of meer (gewoonlijk tot vijf) al of niet homogene lagen wordt verkregen. Bij extrusie en folie-blazen wordt bij voorkeur een opblaasverhouding (verhouding tussen de spuitkop van de extruder en de grootte van de ballon) van 2,0 tot 4,0 aangehouden. De proces-20 parameters, zoals extrusietemperatuur en aftreksnelheid, van het extrusieproces kunnen dezelfde zijn als die bij extrusie van conventionele folies.The film is prepared by melting and mixing the different LDPE materials. This may involve complete mixing, whereby a homogeneous film is obtained by mono-extrusion, or wherein a film of two or more (usually up to five) layers, whether or not homogeneous, is obtained by co-extrusion. With extrusion and foil blowing, an inflation ratio (ratio between the nozzle of the extruder and the size of the balloon) of 2.0 to 4.0 is preferably used. The process parameters, such as extrusion temperature and draw-off speed, of the extrusion process can be the same as those for extrusion of conventional films.

De dikte van de verkregen folie ligt bij voorkeur tussen 23 pm en 50 pm, waarbij een tolerantie van 5 pm geldt. De folie wordt in het algemeen in banen van 10 cm tot 600 cm vervaardigd, maar de breedte is niet kritisch en hangt af van de beoogde 25 toepassing. De folie heeft in het algemeen een rek bij breuk van 200 tot 1000% en een zwichtpunt (“yield point”) in het gebied van 7 tot 14 N/mm2. De rekeigenschappen van de folie volgens de uitvinding verschaffen een ingebouwd geheugen, waardoor de folie na rek terugkeert in de oorspronkelijke vorm. Hierdoor kan de folie worden aangebracht via koude krimp, wat van groot voordeel is bij de toepassing als maatverpakking.The thickness of the film obtained is preferably between 23 µm and 50 µm, with a tolerance of 5 µm. The film is generally made in strips of 10 cm to 600 cm, but the width is not critical and depends on the intended application. The film generally has an elongation at break of 200 to 1000% and a yield point in the range of 7 to 14 N / mm 2. The stretching properties of the film according to the invention provide a built-in memory, whereby the film returns to its original shape after stretching. This allows the film to be applied via cold shrinkage, which is of great advantage when used as a customized package.

30 Bij het aanbrengen van de folie wordt deze voorgerekt. Dit kan geschieden doordat de folie over twee walsen met stroeve bekleding wordt geleid, waarbij de eerste wals de foliebaan remt en de tweede wals de baan trekt. De uitgerekte folie wordt in de verpakkingsmachine door de transport- en dwarsrollen op spanning gehouden tot en met q) .··· y i : ' 3 het moment van het aanbrengen van de dwarslas. Door toepassing van baanspannings-regelaars kan de voorrek binnen nauwe toleranties worden gehouden en kunnen de effecten van de diverse parameters van de folie worden opgevangen. Het uitrek-percentage bedraagt in het algemeen ongeveer 5-15%, in het bijzonder 8-12%. In de 5 praktijk betekent dit bij een doorsnee-tijdschrift van 20 bij 30 cm dat de folie ongeveer 10%, d.w.z. ongeveer 2 x 3 cm wordt uitgerekt. Nadat de folie is dichtgelast, neemt de hoes binnen enkele seconden zijn oorspronkelijke lengte aan en zit het tijdschrift strak in de hoes.When applying the film, it is pre-stretched. This can be achieved by guiding the film over two rollers with a rigid coating, the first roller braking the film web and the second roller pulling the web. The stretched film is held in tension in the packaging machine by the transport and cross rollers up to and including q). The moment of applying the cross weld. By applying web tension regulators, the pre-stretch can be kept within close tolerances and the effects of the various parameters of the film can be absorbed. The elongation percentage is generally about 5-15%, in particular 8-12%. In practice, this means with a diameter magazine of 20 by 30 cm that the film is stretched about 10%, i.e. about 2 x 3 cm. After the foil has been sealed, the cover takes on its original length within a few seconds and the magazine fits tightly into the cover.

De folie kan worden aangebracht met behulp van een verpakkingsinrichting die 10 naast de gebruikelijk onderdelen is voorzien van een instelbare rem op een van de rollen of walsen voorafgaand aan de transportband waarop de artikelen worden verpakt en dichtgelast, en van een instelbare trekwals voorbij die transportband. De relatieve kracht die door de rem en trekwals wordt uitgeoefend wordt aangepast aan de eigenschappen van de folie en van het te verpakken artikel.The foil can be applied with the aid of a packaging device which, in addition to the usual parts, is provided with an adjustable brake on one of the rollers or rollers prior to the conveyor belt on which the articles are packaged and sealed, and with an adjustable draw roller beyond said conveyor belt. The relative force exerted by the brake and draw roller is adjusted to the properties of the film and of the article to be packaged.

15 De folie volgens de uitvinding kan worden toegepast voor het machinaal verpakken van artikelen, zoals tijdschriften en andere poststukken, andere papierwaren, monsters, CD's, doe-het-zelfartikelen, voedingsmiddelen en alle andere producten met een constante lengte- en/of breedtemaat.The film according to the invention can be used for the mechanical packaging of articles, such as magazines and other mail items, other paper products, samples, CDs, do-it-yourself articles, foodstuffs and all other products with a constant length and / or width dimension.

Voorbeeld 20 Granulaat van 50 gewichtsdelen (gew.dln) MLLDPE met een dichtheid van 0,918 en een smeltindex (MI) van 1,0, 20 gew.dln LLDPE-C4 met een dichtheid van 0,925 en een MI van 0,8 en 30 gew.dln LDPE met een dichtheid van 0,925 en een MI van 2,0 worden in een extruder (Annet) in een homogene smelt omgezet. Tijdens de extrusie wordt gebruik gemaakt van water en lucht voor koeling en van perslucht. De 25 temperaturen in de verschillende verwarmingszones van de schroefcilinder en kop variëren van 150 tot 245 °C. Bij het verlaten van de kop van de extruder wordt het gesmolten PE opgeblazen met een opblaasverhouding van ongeveer 3,0. De dikte wordt door de verhouding van aftreksnelheid en ballongrootte op 23 pm gefixeerd. Op ongeveer 1,5 m voorbij de kop van de extruder is de temperatuur gezakt tot beneden 125 30 °C en bevindt het PE zich dus weer in de vaste fase. Na verder afkoelen wordt de folie met de gewenste breedte opgewikkeld met een rollengte van bij voorbeeld 1000 m.Example 20 Granulate of 50 parts by weight (parts by weight) of MLLDPE with a density of 0.918 and a melt index (MI) of 1.0, 20 parts by weight of LLDPE-C4 with a density of 0.925 and an MI of 0.8 and 30% by weight parts of LDPE with a density of 0.925 and an MI of 2.0 are converted into a homogeneous melt in an extruder (Annet). During the extrusion, water and air are used for cooling and compressed air. The temperatures in the different heating zones of the screw cylinder and head range from 150 to 245 ° C. Upon leaving the extruder head, the molten PE is inflated with an inflation ratio of about 3.0. The thickness is fixed at 23 µm by the ratio of subtraction speed and balloon size. At about 1.5 m beyond the head of the extruder, the temperature has dropped below 125 ° C and the PE is therefore in the solid phase again. After further cooling, the film of the desired width is wound up with a roll length of, for example, 1000 m.

i.i.

Claims

A polyethylene-based film consisting of a mixture of different types of low-density polyethylene, characterized in that 35-65% by weight of the polyethylene from MLLPDE with a melt index of 0.7-1.4, 12 -30 wt.% LLDPE with a melt index of 0.6-1.6 and 20-30 wt.% LDPE with a melt index of 1.8-3.0.

A film according to claim, characterized in that the polyethylene consists of 40-60% by weight of MLLPDE, 16-25% by weight of LLDPE C8, and 25-35% by weight of LDPE.

Film according to claim 1 or 2, characterized in that the MLLDPE contains 1-15% by weight of comonomers C3-C18.

Film according to any one of claims 1-3, characterized in that the LLDPE contains 3-15% by weight of comonomers C4-C10.

The film according to any of claims 1-4, characterized in that the MLLPDE has a density of 0.913-0.923, the LLDPE has a density of 0.920-0.930, and

LDPE has a density of 0.920-0.930.

Film according to any one of claims 1-5, characterized in that it contains less than 3% by weight of adhesive.

7. Method for the production of a polyethylene film, in which different types of low-density polyethylene are mixed, extruded and blown up into a film, characterized in that 35-65% by weight of MLLPDE, 12-30% by weight LLDPE and 20-30% by weight of LDPE mixes and maintains an inflation ratio of 2.0-4.0 during inflation.