NO120729B

NO120729B -

Info

Publication number: NO120729B
Application number: NO3823/68A
Authority: NO
Inventors: J Sonerud
Original assignee: Svenska Hymas Ab
Priority date: 1967-09-28
Filing date: 1968-09-27
Publication date: 1970-11-23
Also published as: US3645021A; DE1784870B1; DK118598B; CH501784A; NL6813888A; GB1211462A; FR1585990A; BE721577A

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av film. Method for the production of film.

Denne oppfinnelse angår polyetylenfilm og dennes fremstilling. This invention relates to polyethylene film and its production.

På grunn av sine kjemiske og fysiske egenskaper anvendes film av polyetylen meget til innpakning av varer. Da den er meget mot-standsdyktig ved lav temperatur egner den seg godt til innpakning av frossent kjøtt og liknende. Due to its chemical and physical properties, polyethylene film is widely used for packaging goods. As it is very resistant to low temperatures, it is well suited for wrapping frozen meat and the like.

Når man pakker inn matvarer, særlig fjærkre, kjøtt og kjøttprodukter for kjølelagre bør innpakningen ligge fullstendig tett inn mot varen, slik at det praktisk talt ikke finnes noe luft innesluttet mellom omhyllingen og den inn-pakkede vare. Et slikt tett passende dekke kan fås ved at varen innføres i en film som krymper ved opphetning og at man deretter utsetter det hele for varme. Det kan også fås ved at varen plaseres i en omhylling av et elastisk materiale som har evne til å trekke seg sammen. When wrapping foodstuffs, especially poultry, meat and meat products for cold storage, the wrapping should lie completely close to the product, so that there is practically no air trapped between the wrapping and the wrapped product. Such a tight-fitting cover can be obtained by inserting the product into a film that shrinks when heated and then exposing the whole to heat. It can also be obtained by placing the item in an envelope of an elastic material that has the ability to contract.

I U.S. patent nr. 2461975 er det beskrevet en fremgangsmåte til fremstilling av fiatlagte, tynnveggede rør av polyetylen, som har fått stor teknisk anvendelse. I henhold til en ut-førelsesform av dette patent blir smeltet polyetylen drevet kontinuerlig ut gjennom en ringformet åpning, så det dannes et sømløst rør, og når røret føres bort fra formedysen blåses det mot røret et avkjølende gassformet medium i nærheten av dysen, og mens materialet frem-deles er i plastisk formbar tilstand blir det ved hjelp av en i det indre innesluttet blære eller porsjon av et gassformet medium blåst opp til den ønskede diameter. Røret trekkes bort fra dysen ved hjelp av et par pressvalser som også klapper det oppblåste rør sammen til et flatt rør, som vikles opp på en rulle. Pressvalsene hindrer også at det gassformede medium unn-viker fra rørets indre. For enkelhets skyld kalles den nettopp beskrevne metode i det følgende «rørblåsemetoden». In the U.S. patent no. 2461975 describes a method for the production of flat-laid, thin-walled pipes of polyethylene, which has found great technical use. According to one embodiment of this patent, molten polyethylene is continuously driven out through an annular opening to form a seamless tube, and as the tube is moved away from the die, a cooling gaseous medium is blown against the tube in the vicinity of the die, and while the material is still in a plastically malleable state, it is inflated to the desired diameter with the help of a bladder or portion of a gaseous medium enclosed in the interior. The tube is pulled away from the nozzle by means of a pair of pressure rollers which also flatten the inflated tube into a flat tube, which is wound up on a roll. The pressing rollers also prevent the gaseous medium from escaping from the inside of the pipe. For the sake of simplicity, the method just described is called the "pipe blowing method" in the following.

Polyetylenfilm er blitt fremstilt ved den nevnte rørblåsemetode og som plutselig utsettes for en temperatur av 100° C krymper noe eller lite i lengderetningen og ikke i det hele tatt i tverretningen. Andre vanlig fremstilte film hadde liknende krympeegenskaper, og i noen tilfeller utvidet filmene seg i tverretning når de ble plutselig opphetet til 100° C. Dessuten opp-viste de nevnte vanlige film en krølling ved betydelig forlengelse i tverretningen, slik at de ble deformert. Polyethylene film has been produced by the aforementioned tube blowing method and which is suddenly exposed to a temperature of 100°C shrinks somewhat or little in the longitudinal direction and not at all in the transverse direction. Other commonly produced films had similar shrinking properties, and in some cases the films expanded in the transverse direction when they were suddenly heated to 100° C. In addition, the aforementioned conventional films exhibited a curl upon considerable elongation in the transverse direction, so that they were deformed.

Ved oppfinnelsen søkes det skaffet en polyetylenfilm som krymper betydelig i begge retninger når den plutselig utsettes for varme og The invention seeks to obtain a polyethylene film which shrinks significantly in both directions when it is suddenly exposed to heat and

som ikke krøller ved betydelig forlengelse i tverretning. Andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse. which does not curl when significantly elongated in the transverse direction. Other features of the invention will be apparent from the following description.

For å oppnå dette, når tynnveggede avplat-tede polyetylenrør fremstilles ved rørblåse-metoden, anvendes det en utdrivningsåpning gjennom hvilken det smeltede polyetylen drives ut, og et blåseforhold som stemmer med følgende formel: Åpningsstørrelse = K (blåseforhold)<2>, hvor åpningsstørrelse er lik differansen mellom radiene av dysens ytre og indre diameter og er minst 0,18 mm, K har en verdi på ikke over 0,05 mm og blåseforholdet — definert som To achieve this, when thin-walled flattened polyethylene pipes are produced by the pipe blowing method, an expulsion opening is used through which the molten polyethylene is expelled, and a blowing ratio that agrees with the following formula: Opening size = K (blowing ratio)<2>, where opening size is equal to the difference between the radii of the outer and inner diameters of the nozzle and is at least 0.18 mm, K has a value not exceeding 0.05 mm and the blowing ratio — defined as

flat bredde av det flate rør ytre diameter av sprøytedysen ligger mellom 3,5 og 8. flat width of the flat pipe outer diameter of the spray nozzle is between 3.5 and 8.

Som denne formel sier må åpningens stør-relse minst være 0,18 mm og for at det skal fås polyetylenfilm som krymper betydelig i begge retninger når den plutselig utsettes for varme må K ikke være over 0,05 mm. Hvis K er over 0,05 mm har filmen ikke balanserte krymp-ningsegenskaper. Den vil krympe atskillig i maskinretningen men krympe mindre eller ikke, ja endog utvide seg betydelig i tverretningen når filmen plutselig utsettes for varme. Fortrinsvis er K ikke over 0,03 mm, hensiktsmessig mellom 0,0127 og 0,0254 mm. As this formula says, the size of the opening must be at least 0.18 mm and in order to obtain polyethylene film that shrinks significantly in both directions when it is suddenly exposed to heat, K must not be more than 0.05 mm. If K is over 0.05 mm, the film does not have balanced shrinkage properties. It will shrink considerably in the machine direction but shrink less or not at all, and even expand significantly in the transverse direction when the film is suddenly exposed to heat. Preferably, K is not more than 0.03 mm, suitably between 0.0127 and 0.0254 mm.

Det i formelen angitte blåseforhold 3,5 : 8 er også kritisk. Et blåseforhold som ligger betydelig utenfor dette vil medføre at man får en film som ikke har noen vesentlig krympning i begge retninger. Generelt kan det sies at ved et blåseforhold på under 3,5 vil krympeegen-skapene være ubalanserte og ved et blåseforhold på over 8 vil filmen ikke krympe meget i begge retninger. The blowing ratio 3.5 : 8 specified in the formula is also critical. A blowing ratio that is significantly outside this will result in a film that has no significant shrinkage in either direction. In general, it can be said that at a blowing ratio of less than 3.5, the shrink properties will be unbalanced and at a blowing ratio of over 8, the film will not shrink much in either direction.

Det kan anvendes en hvilken som helst film-dannende polyetylen som i smeltet form kan presses ut og danne en tynn, selvbærende film. Polyetylen som har en smelteindeksverdi av 8,5 eller mindre er blitt anvendt med fordel, og polyetylen som har en smelteindeksverdi av 0,5—2,5 foretrekkes. Any film-forming polyethylene can be used which, in molten form, can be extruded and form a thin, self-supporting film. Polyethylene having a melt index value of 8.5 or less has been used with advantage, and polyethylene having a melt index value of 0.5-2.5 is preferred.

For fremstilling av polyetylenfilm som krymper betydelig både i lengde- og i tverr-retning, når de plutselig utsettes for temperaturer på 99—100° C, bør polyetylenets spesi-fikke vekt være under 0,9165, f. eks. 0,9130— 0,9150. Oppfinnerne har overraskende funnet at film som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen og som har en spesifikk vekt under 0,9165 krymper mere i begge retninger når den utsettes for en temperatur over 100°, f. eks. 105—108°, enn når den opphetes til 100° C. Det har også merkverdig nok vist seg at film som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen og som har en spesifikk vekt av 0,9165—0,9230 og som praktisk talt ikke krymper når den plutselig utsettes for en temperatur av 99—100° C, vil krympe betydelig i begge retninger når den utsettes for en temperatur på over 100° C, f. eks. 105—108° C. Generelt kan det sies at jo høyere temperatur filmen utsettes for, dessto større er krympingen. For the production of polyethylene film which shrinks significantly both longitudinally and transversely, when suddenly exposed to temperatures of 99-100° C, the specific gravity of the polyethylene should be below 0.9165, e.g. 0.9130— 0.9150. The inventors have surprisingly found that film which is produced according to the invention and which has a specific gravity below 0.9165 shrinks more in both directions when it is exposed to a temperature above 100°, e.g. 105—108°, than when it is heated to 100° C. It has also remarkably been shown that film produced according to the invention which has a specific gravity of 0.9165—0.9230 and which practically does not shrink when suddenly exposed to a temperature of 99-100° C, will shrink significantly in both directions when exposed to a temperature above 100° C, e.g. 105—108° C. In general, it can be said that the higher the temperature the film is exposed to, the greater the shrinkage.

Munnstykkets temperatur skal være under den ved hvilken polyetylen spaltes, og kan variere innenfor vide grenser, f. eks. 132—260° C. Gode resultater er blitt oppnådd med temperaturer 132—200° C. The temperature of the nozzle must be below that at which polyethylene splits, and can vary within wide limits, e.g. 132—260° C. Good results have been obtained with temperatures 132—200° C.

Hvis bare varmen som bevirker krympingen tilføres hurtig er det uten betydning hvorledes eller ved ved hjelp av hvilke midler varmen til-føres. Eksempelvis kan opphetningen skje ved at filmen plutselig dyppes i et flytende medium som holdes på den ønskede temperatur. Eller filmen kan utsettes for varm luft, damp, eller konvensjonsopphetning, osv. If only the heat which causes the shrinkage is supplied quickly, it is irrelevant how or by means of which means the heat is supplied. For example, the heating can take place by suddenly dipping the film into a liquid medium that is kept at the desired temperature. Or the film can be exposed to hot air, steam, or conventional heating, etc.

Det kan anvendes et hvilket som helst flytende medium som ikke påvirker filmen på en uheldig måte og som kan opphetes til og holdes på den ønskede temperatur. Hvis pak-kens innhold er en matvare bør det flytende medium være ugiftig. Eksempelvis kan man for å oppnå krympning ved 99—100 °VC anvende kokende vann, propylenglykol av 100° C, glyse-rin av 100° C, glyserinvann av 100° C, osv. For krymping av film ved over 100° C foretrekkes det å anvende flytende stoffer som har samme kokepunkt som eller høyere kokepunkt enn den ønskede krympetemperatur. Som eksempler anføres det nedenfor de følgende flytende medier som er blitt anvendt ved de der angitte temperaturer til krymping av polyetylenfilm fremstilt ifølge oppfinnelsen, ved temperaturer over 100° C: Any liquid medium which does not adversely affect the film and which can be heated to and maintained at the desired temperature can be used. If the contents of the package are a food product, the liquid medium should be non-toxic. For example, to achieve shrinkage at 99-100 °C boiling water, propylene glycol at 100 °C, glycerine at 100 °C, glycerine water at 100 °C, etc. can be used. For shrinking film at over 100 °C it is preferred to use liquid substances that have the same boiling point as or a higher boiling point than the desired shrinkage temperature. As examples, the following liquid media are listed below which have been used at the temperatures indicated there to shrink polyethylene film produced according to the invention, at temperatures above 100°C:

Enkeltheter ved utførelse av oppfinnelsen vil fremgå av de følgende eksempler: Details of the implementation of the invention will be apparent from the following examples:

Krympningen ble bestemt ved den følgende metode: Det ble skåret ut en filmprøve av størrelsen 114,5^12,7 mm, hvor den største dimensjon var parallell med utpressingsretningen. Ved den ene ende av prøvestykket ble det klippet løs et stykke som veiet 0,5—1,0 g, og dette stykke ble gitt et merke 101,6 mm fra dets fri ende. Deretter ble prøven holdt i den fri ende en kort tid slik at den belastede nedre ende var 152,4 mm ovenfor overflaten av et godt omrørt flytende bad av den vedkommende temperatur, og fikk falle fritt nedover. En skjerm som er anbrakt ca. 152,4 mm under den varme væskes over-flate oppfanger prøvestykket, som forblir ned-dyppet i 5 sekunder. Den prosentvise krymping i maskinretningen bestemmes deretter ved at man måler avstanden mellom merket og prøve-stykkets fri ende. The shrinkage was determined by the following method: A film sample of size 114.5 x 12.7 mm was cut out, the largest dimension being parallel to the extrusion direction. At one end of the test piece, a piece weighing 0.5-1.0 g was cut loose, and this piece was given a mark 101.6 mm from its free end. The sample was then held at the free end for a short time so that the loaded lower end was 152.4 mm above the surface of a well-stirred liquid bath of the relevant temperature, and was allowed to fall freely downwards. A screen placed approx. 152.4 mm below the surface of the hot liquid catches the test piece, which remains submerged for 5 seconds. The percentage shrinkage in the machine direction is then determined by measuring the distance between the mark and the free end of the test piece.

Målingen gjentas med et liknende prøve-stykke, som er skåret ut parallelt med tverr-retningen, for å bestemme krympningen i tverr-retning. Av numeriske sammenlikningsforhold ansees utvidelse som å være negativ. The measurement is repeated with a similar test piece, which is cut out parallel to the transverse direction, to determine the shrinkage in the transverse direction. From numerical comparison ratios, expansion is considered to be negative.

En film i henhold til oppfinnelsen har en strekkbarhet på minst 100 % i begge retninger, og kan elastisk trekke seg minst 55 % og i noen tilfeller 75 % eller mere tilbake. Under utstrekk-ing har filmen ikke noen tilbøyelighet til å bøye seg ned, hvorfor strekkingen blir jevn. A film according to the invention has an extensibility of at least 100% in both directions, and can elastically retract at least 55% and in some cases 75% or more. During stretching, the film has no tendency to bend down, which is why the stretching is smooth.

Bestemmelsen av strekkbarhet og elastisk tilbakebevegelse foregår-på følgende måte: På filmen avmerkes det en enhetslengde og filmen strekkes til den ønskede forlengelse er oppnådd. Deretter blir strekkekraften øyeblik-kelig avlastet og filmen får trekke seg elastisk tilbake. Derpå måles den endelige avstand mellom merkene og den prosentvise tilbakeføring beregnes ut derfra. The determination of stretchability and elastic return movement takes place in the following way: A unit length is marked on the film and the film is stretched until the desired elongation is achieved. The stretching force is then immediately relieved and the film is allowed to retract elastically. The final distance between the marks is then measured and the percentage return is calculated from there.

Film som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen er nyttig til innpakking av alle slags gjenstander som skal gis en tett anliggende omhylling. Særlig er filmen egnet til! innpakking av matvarer som tas fra fryselager eller holdes lagret under avkjølingsbetingelser. Film produced in accordance with the invention is useful for packaging all kinds of objects that are to be given a close-fitting envelope. The film is especially suitable for! packaging of food products that are taken from cold storage or stored under cooling conditions.

I praksis blir varen som skal innpakkes inn-ført i en pose som består av et sømløst rør som er blitt fremstilt på den foran beskrevne måte og hvis ene ende er blitt lukket igjen, f. eks. ved anvendelse av varme. Når posen skal kunne krympes ved hjelp av varme velges dens stør-relse slik at gjenstanden lett kan innføres i posen. Deretter blir posens åpne ende lukket, og hele pakken utsettes i en kort tid, f. eks. 15 sek. eller fortrinsvis 5 sek. eller mindre for varme, slik at den straks krymper og slutter seg tett om den innførte gjenstand. Fortrinsvis evakueres pakken før dens åpne ende lukkes igjen. In practice, the item to be wrapped is placed in a bag which consists of a seamless tube which has been produced in the manner described above and one end of which has been closed again, e.g. by the application of heat. When the bag must be able to be shrunk using heat, its size is chosen so that the object can be easily inserted into the bag. The open end of the bag is then closed, and the entire package is exposed for a short time, e.g. 15 sec. or preferably 5 sec. or less for heat, so that it immediately shrinks and adheres tightly to the introduced object. Preferably, the package is evacuated before its open end is closed again.

I det tilfelle at filmen skal danne en tett omhylling på grunn av sin elastisitet er posens perimeter mindre enn perimeteret av den gjenstand som skal innpakkes. Posens perimeter økes ved strekking, slik at gjenstanden kan inn-føres. Om det ønskes kan strekkingen skje ved hjelp av vakuum som virker på posens om-kretsvegg. Etter at gjenstanden er blitt innført først i posen avlastes vakuumet og posen vil anta samme fasong som gjenstanden. Alterna-tivt kan posens omkrets utvides ved at dens innervegg utsettes for en strekkende kraft. Etter innføring av gjenstanden avlastes strekkingen. Hvis det ønskes kan posens åpne ende plaseres på et fyllehorn gjennom hvilket gjenstanden som skal pakkes inn blir innført. I så tilfelle vil hornet bevirke at posens ende strekkes ut, slik at gjenstanden lett kommer inn i posen. Ved fortsatt bevegelse av gjenstanden strekkes posen ut og legger seg tett omkring gjenstanden. In the event that the film is to form a tight envelope due to its elasticity, the perimeter of the bag is smaller than the perimeter of the object to be wrapped. The bag's perimeter is increased by stretching, so that the object can be inserted. If desired, stretching can be done using a vacuum that acts on the bag's peripheral wall. After the object has been first introduced into the bag, the vacuum is relieved and the bag will assume the same shape as the object. Alternatively, the bag's circumference can be expanded by subjecting its inner wall to a stretching force. After introducing the object, the stretching is relieved. If desired, the open end of the bag can be placed on a filling horn through which the item to be wrapped is introduced. In this case, the horn will cause the end of the bag to be stretched out, so that the object easily enters the bag. If the object continues to move, the bag stretches out and closes tightly around the object.

Hvis den ved en av de foran angitte frem-gangsmåter resulterende pakke inneholder en gjenstand, f. eks. mat, som krever avkjøling for å preserveres, blir pakken lagret under av-kjølingsbetingelser. Hvis pakken inneholder fjærkre, kjøtt osv., som bør fryselagres, blir pakken underkastet en hurtig fryseoperasjon og deretter lagret under passende betingelser. If the package resulting from one of the above methods contains an object, e.g. food, which requires refrigeration to preserve, the package is stored under refrigeration conditions. If the package contains poultry, meat, etc., which should be frozen, the package is subjected to a quick freezing operation and then stored under suitable conditions.

Oppfinnelsen er særlig egnet for fremstilling av en kontinuerlig film i form av et tynnvegget, avplattet rør. I eksempelet er det beskrevet fremstilling av rør med en veggtykkelse av 0,046—0,056 mm men det kan også fremstilles rør med en veggtykkelse så liten som 0,0127 og så stor som 0,1 mm, eller mere. The invention is particularly suitable for producing a continuous film in the form of a thin-walled, flattened tube. The example describes the production of pipes with a wall thickness of 0.046-0.056 mm, but it is also possible to produce pipes with a wall thickness as small as 0.0127 and as large as 0.1 mm, or more.

Rør som har de foran beskrevne egenskaper kan være utstyrt med langsgående slisser: hvis det ønskes kan slissenes kanter formes slik at det dannes rør eller poser som kan benyttes som krympbare eller forlengbare beholdere til innpakking på den foran beskrevne måte. Tubes that have the properties described above can be equipped with longitudinal slits: if desired, the edges of the slits can be shaped so that tubes or bags are formed which can be used as shrinkable or extendable containers for packaging in the manner described above.

I denne beskrivelse og i påstandene betyr «betydelig krympning» eller et liknende uttrykk en krympning på minst 25 %. In this description and in the claims, "significant shrinkage" or a similar expression means a shrinkage of at least 25%.

Claims

1. Process for the production of thin, self-supporting, unsupported, flexible polyethylene film by the tube blowing method with shrinkage of at least 25% in both directions when heated to approximately 100° C or more, where film-forming polyethylene in molten form is expelled through an annular opening . outer ring and at least is equal to 0.18 mm, K has a value not exceeding 0.05 mm and the blowing ratio defined as the ratio between the width of the flat tube and the outer diameter of the opening is between 3.5 and 8.

2. Method according to claim 1, characterized in that the K value is below 0.03 mm.

3. Method according to claim 1, characterized in that the polyethylene has a specific gravity of 0.9165-0.9130 g/cm<3> at 25° C, corrected for buoyancy in air.