NO172739B - Film av polyetylen og anvendelse av den til skipssekk - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder en plastfilm, særlig beregnet for bruk som veggmateriale i skipssekker. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en kaldtrukket ubalansert biaksialt orientert film av lineært polyetylen med lav densitet.

Sekker av termoplast blir anvendt ved pakking, transport eller lagring av en stor mangfoldighet av materialer fra områ-der som pulvere og granuler, voluminøse og lette materialer, og landbruksmaterialer såsom høy og silo. Sekkene av termoplast i henhold til denne oppfinnelse har generell anvendbar-het for slike produkter.

Voluminøse, men lette materialer såsom fiberglass-isolasjonsmaterialer og torvmose blir vanligvis sendt i sammenpresset form i sekker av termoplast. Disse sekker er generelt kjent som rørformede isolasjonssekker eller sekker og har form av et forlenget omslag eller rør som blir lukket i den ene ende før de blir fylt med produkt. For det meste blir disse sekker fremstilt ved den på fagområdet alminnelig kjente "blåsefilm"-prosess, som er populær på grunn av at den raskt og lett kan tilpasses til fremstilling av kontinuerlige rør med forskjellige bredder og tykkelser som så lett kan skjæres opp til visse lengder og lukkes i én ende for å danne en sekk med åpen topp.

Det vil lett forstås at jo tynnere den filmtykkelse (gauge) som er kommensurabel med godtagbare filmegenskaper er, desto mindre mengder av termoplastisk materiale kreves det. Denne nedkalibrering av tykkelsen på sekkveggen er et høyst ønskelig industrielt mål. Sekkvegger fremstilt som rør ved blåsefilmprosessen har typisk en filmtykkelse i området 75 - 150 x IO"<4> cm, som generelt blir bestemt av den strekkfasthet i maskinretningen (MD) som er nødvendig for håndtering av pakkevekten, den filmstrekkstyrke som kreves for å hindre ekspansjon av det sammenpressede produkt, og gjennomhullings-fastheten for sekken for distribusjonsbehandling. De rør hvorfra disse sekker vanligvis blir dannet, blir fremstilt med en boblediameter/dysediameter på vanligvis 3:1 for å optimali-sere filmstyrke-egenskapene.

Selv om det er gjort forskjellige forsøk på å anvende polyetylen med høy densitet for fremstilling av nedkalibrerte sekker på grunn av dens høye tøyebestandighet og strekkfasthet, er dette stort sett blitt oppgitt på grunn av dårlig rivstyrke og støt-gjennomhullingsfasthet. På bakgrunn av dette blir isolasjonssekker av polyetylen for det meste dannet av harpikser som har bedre rivstyrke og støt-gjennomhullingsfasthet, såsom polyetylen med lav densitet eller lineært polyetylen med lav densitet.

Det er på fagområdet velkjent å fremstille polyetylen-filmer med forøket gjennomhullingsfasthet, strekkfasthet og tøyestyrke ved fremgangsmåten ved enakset kaldtrekking av filmen under dens smeltepunkt. På grunn av de ubalanserte fysikalske egenskaper, f.eks. dårlig MD-rivfastheter, for disse orienterte filmer, som forårsaker "oppspaltbarhet", er de imidlertid blitt sett bort fra for anvendelse i rørformede skipssekker.

I søkerens samtidige US-søknad nr. 797.918, inngitt 14. nov. 1985, er det beskrevet en forbedret skipssekk dannet av enakset orientert polyetylenfilm som har god rivstyrke i maskinretningen. Den enakset orienterte film blir dannet ved å blåse og kaldtrekke polyetylenfiImen med et trekkeforhold til blåseforhold (DR/BR) som er større enn 1:1.

Ved en fremgangsmåte som er beskrevet i nr. 797.918 blir filmen blåst ved en temperatur som er høyere enn det krystallinske smeltepunkt (Tc) for polyetylenharpiksen før kaldtrek-kingen av den resulterende film, bare i maskinretningen, ved en temperatur som er lavere enn Tc. Virkningen av dette er at det frembringes orientering vesentlig bare i én retning, nemlig maskinretningen, for å danne enakset orientert film. Det forstås på fagområdet at filmorientering dreier seg om den filmtrekking som foregår under Tc og ikke den vanlige filmtrekking som foregår ved blåsefilmprosessen over Tc.

Biaksial orientering av termoplastfilmer er en velkjent teknikk hvorved en blåst eller støpt film blir ensartet kald-trukket i maskin- og tverretningen ved en høyere temperatur enn glasstemperaturen (Tg) men lavere enn Tc.

Biaksialt orienterte filmer blir typisk kaldtrukket ensartet i begge retninger for å oppnå en økning i overflate-arealet på ca. 40 ganger det ikke-trukne filmareal, med en resulterende reduksjon i filmtykkelse, dvs fra 1,016 til 0,0254 mm. Denne orientering har svært tjenlige virkninger ved at den forbedrer strekk- og støt-egenskapene til filmen, typisk med en faktor på 5 ganger i forhold til for den ikke-trukne film. Denne forbedring av strekk- og støt-egenskaper blir imidlertid oppnådd med et tilsvarende tap av rivegenskaper for filmen, som typisk blir redusert til bare 10% av disse egenskaper for den ikke-trukne film i både maskin- og tverretningene.

Selv om de forbedrede strekk- og støt-egenskaper for en typisk biaksialt orientert film ville være svært verdifullt for økning av den funksjonelle styrke for en skipssekk av plast, gjør de ekstremt dårlige rivegenskaper til filmen at den ikke kan godtas for anvendelse som skipssekk. Skipssekker av plast har nå vanligvis utstansede hull eller perforeringer for å muliggjøre fjerning av luft fra sekken etter fylling. Disse perforeringer er kommet i fokus for glidelåsrivninger i biaksialt orientert film når den får sammenstøt under de vanlige håndteringsforhold som er til stede for industrielle skipssekker.

En har nå overraskende funnet at ved å fremstille en ubalansert biaksialt trukket orientert film som har spesifikke karakteristikker, kan det dannes en sterkt forbedret film for anvendelse i skipssekker. En har funnet at ved å begrense graden av trekking i tverretningen (TD) for filmen i forhold til trekking i maskinretningen (MD), kan man unngå den dramatiske ubalanse i strekk- og rivegenskaper som er forbundet med enakset orientering og medfølgende tilbøyelighet for filmen til "oppspaltbarhet".

Oppfinnelsen tilveiebringer følgelig en film av den inn-ledningsvis angitte art, karakterisert ved at den har et trekkeforhold i tverretningen som er valgt fra større enn 1 til mindre enn 3 og et trekkeforhold i maskinretningen på mindre enn 6, men større enn trekkeforhoIdet i tverretningen. Den ubalanserte biaksialt orienterte film har fortrinnsvis et kaldtrukket forhold i tverretningen på ca. 2 og et kald-trukket forhold i maskinretningen på ca. 5. Dette resul-terer i et forhold mellom trekkeforholdet i maskinretningen til trekkeforholdet i tverretningen på 2,5.

Med uttrykket "trekkeforhold" menes forholdet mellom lengden av trukket film og lengden av ikke-trukket film. En har ytterligere funnet at ved å innblande en liten mengde polyetylenharpiks med lav densitet ved en høytrykks-prosess (dvs ikke-lineær) sammen med det lineære polyetylen med lav densitet kan det fremstilles en ubalansert biaksialt orientert film som har ytterlig forbedrede rivegenskaper.

Det er et vesentlig trekk ved oppfinnelsen at filmen er trukket i en større grad i maskinretningen enn i tverretningen. Dette muliggjør nemlig fremstilling av en skipssekk som har forbedret film-tøyestyrke og høy strekkfasthet i både MD-retningen og i TD-retningen i tillegg til godtagbar rivstyrke som er sammenlignbar med den for ikke-orientert film, og i motsetning til de vanligvis reduserte TD-tøyestyrker og strekkfastheter for enakset orientert polyetylenfilm.

Oppfinnelsen omfatter således også anvendelse av kald-trukket ubalansert biaksialt orientert film av lineært polyetylen med lav densitet som har et trekkeforhold i tverretningen som er valgt fra større enn 1 til mindre enn 3 og et trekkeforhold i maskinretningen på mindre enn 6 men større enn trekkeforholdet i tverretningen, til vegger i skipssekker av termoplast.

Det lineære polyetylen med lav densitet kan eventuelt også inneholde en liten mengde av polyetylen med høy densitet når det kreves ekstra varmebestandighet for sekken.

Mengden av polyetylen med lav densitet som er til stede i polyetylenblandingen før trekkingen til film kan lett bestemmes av fagfolk til å være en slik mengde som tilveiebringer godtagbart forbedrede rivegenskaper. Blandingene kan typisk omfatte opp til 3 0% polyetylen med høy densitet eller med lav densitet, og omfatter fortrinnsvis 20% polyetylen med lav densitet. Dette gir ubalansert biaksialt orientert film for anvendelse i skipssekker i henhold til oppfinnelsen som kan

nedkalibreres med 30%.

Prosessen med kaldtrekking av film som tilveiebringer filmen i henhold til oppfinnelsen omfatter de grunnleggende trekk å ekstrudere smeltet termoplastisk harpiks gjennom en rund dyse og trekke den rørformede smelte over en bråkjølt spindel og deretter en konisk spindel ved hjelp av et sett av klemme/trekk-valser. Virkningen av hastigheten av klemme/- trekk-valsene på filmen påvirker orienteringen i maskinretningen mens utvidelsen av filmrør-diameteren over den koniske spindel påvirker orienteringen i tverretningen, for å danne en biaksialt orientert film. Justering av trekkingen av klemme/- trekk-valsene forandrer graden av orientering i maskinretning i forhold til orienteringen i tverretningen. En vakuum-bremse anbragt mellom den første og annen spindel anvendes for å skille den høye spenning som kreves ved kaldtrekkeprosessen fra den lave spenning som kreves ved den varme blåsefilmpro-sess.

Varmelukkingen som frembringes i røret, d.v.s. de to utflatede sider (filmer) i røret, med endelukkehodet ved prosessen beskrevet ovenfor, blir tilveiebragt under en kombinasjon av trykk og varme, ved eller over filmens krystallinske smeltepunkt, som påføres på filmene for at de skal bli virkelig sveiset ved deres gjensidige grenseflater slik at en ren atskillelse ikke kan oppnås ved fysikalske eller kjemiske midler. Det er kjent at varme-oppbygning under lukkeoperasjo-nen kan være tilstrekkelig til å ødelegge orienteringen av de enakset orienterte filmer i nærheten av varmelukkingen og således forårsake alvorlig tap av trekke-indusert støtstyrke. En har funnet at sekker fremstilt ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåte har tilstrekkelig støtstyrke til at de er egnet for det påtenkte formål med lett kapasitet som sekkene er laget for.

Det er således funnet at en egnet skipssekk av rørformet polyetylen med åpen topp som har forbedret gjennomhullingsfasthet og (TD)- og (MD)-strekkfastheter, mens den fremdeles beholder godtagbar rivstyrke og kantfals-støtstyrke, kan fremstilles ved anvendelse av passende modifisert prosessapparatur

for konvensjonell film.

Med uttrykket "rørformede skipssekker" menes sekker som har en resulterende utforming som generelt er som et rør, eventuelt forsynt med avstivninger, enten dannet ved den foran beskrevne spesifiserte prosess eller ved alternative prosesser som er kjent på fagområdet, hvilke eventuelt kan involvere 11 bak-lukk ing11 av en orientert film.

I tillegg kan det fremstilles rørformede skipssekker av alternativ struktur til den enkle sekk med åpen topp som er beskrevet ovenfor, og ved benyttelse av trekket i henhold til oppfinnelsen, for å tilveiebringe de lovede fordeler. En slik alternativ rørformet sekk er den type som er kjent som en "klaffet sekk"-skipssekk, som er lukket ved begge ender av røret og har en selv-lukkende klaffe-struktur ved en øvre side eller ende.

Slike alternative sekker kan dannes ved konvensjonelle prosesser som er velkjente på fagområdet og som er passende modifisert til å tilveiebringe en sekk dannet av ubalansert biaksialt orientert film av lineært polyetylen, fremstilt ved kaldtrekking ved de forannevnte TD- og MD-trekkeforhold.

Forseglingene eller andre lukkeinnretninger som er anvendt for sekkene kan være dannet ved klebemiddelbinding som et alternativ til varmelukking. Anvendelse av slik klebemiddelbinding tilveiebringer de ovenfor angitte fordeler og forbedrer også støtstyrken til sekken. Dette tillater foretrukket anvendelse av slike sekker til pakking av tunge materialer såsom f.eks. kunstgjødsel og kjemikalier.

Selv om sekker av termoplast i form av rørformede sekker er egnet for anvendelse sammen med lette og voluminøse materialer, så har en funnet at de forannevnte sekker passende kan modifiseres for å tilveiebringe en forbedret ekstra kraftig skipssekk av termoplast. Slike sekker kan anvendes til tran-sporter ing, pakking og lagring av en stor mangfoldighet av produkter i granulær- eller pulver-form. Disse sekker kan også være av typen med åpen topp, som krever adskilt tilveie-bringelse av lukking, eller være forsynt med en ventilert åpning.

I søkerens US-patentskrift nr. 4.576.844, er det vist ekstra kraftige skipssekker som omfatter et dobbelt lag av ikke-kaldtrukket polyetylen med lav densitet innstukket mellom to sjikt av tverr-laminert enakset orientert film av lineært polyetylen.

En har imidlertid nå funnet at det kan fremstilles en mye billigere skipssekk av termoplast enn den forannevnte tverr-laminerte strukturerte sekk, hvilken har både utmerket varme-lukkbarhet og gjennomhuIlingsfasthet.

Det er overraskende funnet at to lag av polyetylen med lav densitet kan sveises til hverandre og til to ubalanserte biaksialt orienterte filmer eller sjikt av lineært polyetylen som utgjør veggene i en skipssekk uten at det blir tilstrekkelig varmeoppbygging til å forårsake noe alvorlig tap av ved kald-trekkingen indusert filmstyrke. Det blir således dannet en akseptabel bro mellom en ubalansert biaksialt orientert film med høy styrke og materialet ved varmeforseglingen. Dette står i motsetning til det faktum at selv om to enakset orienterte filmer kunne smeltes og smeltes sammen for å danne sveisede bindinger i fravær av innskutt film av polyetylen med lav densitet, ville den enakset orienterte film umiddelbart tilstøtende til den sveisede masse få sin kaldtrukne orientering redusert med varmen fra lukkingen med derav følgende reduksjon av filmstyrken i dette kantområde, hvorved den således dannede lukking blir tilstrekkelig svak og sprø i kant-områdene til å gjøre disse uakseptable for anvendelse i ekstra kraftige skipssekker.

Det er nå funnet at en egnet skipssekk av termoplast som har forbedret gjennomhullingsfasthet og toppbruddsfasthet kan fremstilles på pålitelig måte ved varmelukkingsteknikker ved anvendelse av passende modifisert utstyr.

Ved et ytterligere aspekt kan således filmen ifølge oppfinnelsen anvendes til fremstilling av en skipssekk av termoplast som har en forsidevegg og en baksidevegg, hvor hver av nevnte forsidevegg og nevnte baksidevegg omfatter et sjikt av ubalansert biaksialt orientert lineært polyetylen dannet ved kaldtrekking av nevnte lineære polyetylen, som foran angitt, og hvorved det mellom nevnte sjikt er innskutt to indre lag av ikke-kaldtrukket polyetylen med lav densitet.

Hvert av de innskutte lag av polyetylen med lav densitet kan enkelt utgjøre et ark av polyetylen laminert til en overflate av et ubalansert biaksialt orientert sjikt og som har tilstrekkelig tykkelse i varmelukkingsområdet til at det oppnås en akseptabel bro mellom to ubalanserte biaksialt orienterte sjikt i dette område til å danne en lukning. Hvert av disse innskutte lag av polyetylen med lav densitet kan imidlertid strekke seg utover varmeforseglingsområdet slik at det danner et laminert lag på den fulle overflate av hvert av de respektive biaksialt orienterte sjikt. Hvert av de ubalanserte biaksialt orienterte sjikt som omfatter veggene i skipssekken har således et lag av polyetylen med lav densitet laminert dertil. En slik struktur gir selvsagt ikke noe avvik fra at de ubalanserte biaksialt orienterte sjikt bare behøver å bli varmelukket på bestemte varmelukkingsområder. Disse områ-der utgjør de deler av sekken, vanligvis deler av periferien, hvor forsideveggene og baksideveggene blir forenet med varme-lukking under fremstillingen.

Når lagene av polyetylen med lav densitet opptrer som laminerte ark på de ubalanserte biaksialt orienterte sjikt, må hvert av arkene ha tilstrekkelig tykkelse til å bevirke en godtagbar bro mellom de to ubalanserte biaksialt orienterte sjikt. En har funnet at en blott og bar belegning av polyetylen med lav densitet på hvert av de ubalanserte biaksiale sjikt ikke er tilstrekkelig, og at det kreves en minste tykkelse på 0,0127 mm av polyetylen med lav densitet, fortrinnsvis >0,0381 mm.

En har også funnet at begge de ubalanserte biaksialt orienterte sjikt som utgjør veggene i sekken må ha et laminert ark av polyetylen med lav densitet for å gi en godtagbar varmelukking for anvendelse til ekstra kraftige sekker. Et enkelt innskutt lag av polyetylen med lav densitet, som fremtrer enten som et laminert ark eller som et distinkt sjikt, er ikke tilfredsstillende. Det kreves således et dobbelt lag av polyetylen.

Ved en sterkt foretrukket form av en sekk fremtrer de innskutte lag av polyetylen med lav densitet som fulle og distinkte sjikt som utgjør del av veggene i sekken.

Ved denne foretrukne form av sekken har hver av veggene som omfatter et ubalansert biaksialt orientert sjikt, et innskutt sjikt av polyetylen med lav densitet forbundet dermed. Ved denne anordning kan hver av de innskutte sjikt ansees å være en indre vegg i sekken mens de to ubalanserte biaksialt orienterte sjikt ansees å være to ytre vegger.

Uttrykkene "indre vegg" og "indre sjikt" er ikke ment å være begrenset bare til den virkelige eller sanne indre vegg eller sjikt i sekken som kommer i kontakt med produktet når sekken blir fylt. Uttrykket inkluderer også den situasjon hvor f.eks. ett eller flere sjikt av ikke-orientert polyetylen med lav densitet utgjør sjikt i en flerveggs-sekk, hvor sjiktene eventuelt kan være tilstøtende til den virkelige indre vegg eller sjikt. På samme måte er uttrykkene "ytre vegg" eller "ytre sjikt" ikke ment å være begrenset til bare den aller ytterste vegg eller sjikt.

Det skal således forstås at prinsippene ved oppfinnelsen er anvendbare også ved fremstilling av sekker som har vegger som enkeltvis omfatter mer enn to sjikt, f.eks. har tre sjikt, fire sjikt etc. Det viktige trekk for en ekstra kraftig sekk er at det må være enten et laminert lag av eller minst ett sjikt av ikke-orientert polyetylen med lav densitet som utgjør hver av de indre overflater eller indre vegger i sekken slik at et ubalansert biaksialt orientert sjikt av lineært polyetylen med lav densitet som utgjør hver av de indre overflater eller indre vegger i sekken slik at et ubalansert biaksialt orientert sjikt av lineært polyetylen ikke kommer i kontakt med et annet ubalansert biaksialt orientert sjikt av lineært polyetylen ved et bestemt varmelukket område av en indre overflate slik at varmelukkingen svekkes når styrke på varmelukkingen er et ønsket trekk.

Ved foretrukne utførelser av de ekstra kraftige sekker som foran og senere angitt, blir det innskutte lag av polyetylen med lav densitet som fremtrer enten som et laminert ark på det ubalanserte biaksialt orienterte sjikt eller som et distinkt indre sjikt eller indre vegg, dannet av blåst lineært polyetylen med lav densitet. Det fremgår imidlertid klart at støpte filmer også er egnet for denne anvendelse.

En to-sjikts-sekk er den enkleste utførelse av denne ekstra kraftige sekk. I noen tilfeller er det imidlertid fordelaktig å ha mer enn to indre sjikt av ikke-orientert film til å utgjøre de indre sjikt i sekken, dvs mellom de ubalanserte biaksialt orienterte ytre sider på forsiden og baksiden av sekken. Et eksempel på dette vil være en sekk av den enkleste utførelse med et ytterligere tynt virkelig indre sjikt av lineært polyetylen med lav densitet i form av fine filter-masker for å muliggjøre at luft kan filtreres fra pulverfor-mede produkter, så som beskrevet i søkerens US-søknad 632.522.

I andre tilfeller kan det være foretrukket å ha ytterligere sjikt av film ytterst på det ubalanserte biaksialt orienterte sjikt. Et slikt ytre sjikt kunne gi den fordel som kommer av å innføre blåst film av polyetylen med lav densitet mellom de avstivede overflater av de ubalanserte biaksialt orienterte sjikt for å gi de samme forbedringer i lukkekvali-tet som skapes på de innerste deler av sekken. Det kantede, nesten kvadratiske utseende til den endelige pakning som kommer av denne avstivning, gir den bedre ytelse ved legging på paller og stabling.

En ytterligere fordel som kan oppnås fra et slikt ytre lag er at overflaten kan gjøres passende ru ved tilsetning av ultra-høymolekylære HDPE-granuler til filmen under film-ekstrudering, og således gi ytterligere forbedrede håndterings-egenskaper til sekken. Likeledes kan det trykkes på den indre overflate av dette ytre sjikt og den resulterende meddelelse kan da sikres mellom sjikt slik at man unngår slitasje og forvridning under håndtering av de fylte pakker. Det kan lett ses at anvendbarheten av dette ytre sjikt kan utvides ved anvendelse av et laminat eller en koekstruderings-film for å gi spesielle egenskaper til sekken, dvs sjikt som gir sperring mot olje og bestandighet mot fett. Anvendbarheten ligger således i det faktum at ved inn-føring av et dobbelt lag av ikke-kaldtrukket film av polyetylen med lav densitet mellom de overflater som føres sammen av to ubalanserte biaksialt orienterte filmer av polyetylen, kan det på pålitelig måte fremstilles ekstra kraftige skipssekker både med åpen topp og med klaffet topp, egnet for pakking av dyre eller risikable materialer, ved anvendelse av vanlig tilgjengelig utstyr for varmelukking av sekker.

Skipssekken med åpen topp for ekstra kraftig anvendelse kan dannes ved å mate en bane av den ubalanserte biaksialt orienterte film sammen med en indre bane av blåst polyetylen med lav densitet gjennom kommersielt utstyr for dannelse av sekker med side-sveising, varme-lukking eller tilbakesammen-føyning og bunnvarme-lukking.

En spesielt nyttig type av en skipssekk av termoplast er den som er kjent som en klaffet sekk. En slik utførelse er beskrevet i søkerens US-patentskrift nr. 3.833.166. Disse sekker har den viktige kommersielle fordel at de lett kan fylles gjennom en klaff-struktur med selvlukking av denne klaff-struktur etter fylling. De ekstra kraftige sekker i henhold til oppfinnelsen er spesielt verdifulle i form av en klaffet sekk.

Uttrykket "polyetylen med lav densitet" inkluderer etylen-homopolymerer og -kopolymerer med lav densitet, så som de lineære polyetylener med lav densitet, vinylacetat-kopolymerer og blandinger derav.

Uttrykket "lineært polyetylen med lav densitet" inkluderer, når det anvendes i denne beskrivelse og kravene, lineære etylen-kopolymerer med lav densitet med lavere olefiner som f.eks. buten, n-heksen, 4-metyl-l-penten og okten.

Selv om det er alminnelig godtatt at all polyetylenfilm generelt er orientert i en viss grad, betyr uttrykket "ubalansert biaksialt orientert", når det anvendes med henvisning til lineært polyetylen i denne beskrivelse og i kravene, polyetylenfilm som er blitt kaldtrukket i tverretningen til i det minste mer enn l:l-folds utstrekning, fortrinnsvis til en 2-folds utstrekning, men også opp til en 3-folds utstrekning, og i maskinretningen i en større grad enn i tverretningen til en verdi som ikke er større enn 6:1. Orienteringen av filmene kan utføres ved kaldtrekking av røret, som foran beskrevet.

Den kaldtrukne ubalanserte biaksialt orienterte film for anvendelse ved oppfinnelsen, dannet av harpikser av lineært polyetylen med lav densitet og blandinger derav med polyetylen med lav densitet, kan anvendes i en rekke tykkelser. En spe-siell blanding for anvendelse ved utøvelse av oppfinnelsen omfatter lineært polyetylen med lav densitet og polyetylen med lav densitet i forholdet 4:1.

Innen omfanget av oppfinnelsen er også inkludert enkeltsjikts rørformede sekker som har vegger dannet av et ko-ekstrudert laminat som omfatter et sjikt av ubalansert biaksialt orientert lineært polyetylen, fremstilt som foran angitt, og et sjikt av etylenpolymer eller -kopolymer med lav densitet som er forlikelig med nevnte ubalanserte biaksialt orienterte lineære polyetylen. Eksempler på slike forlikelige kopolymerer for anvendelse ved oppfinnelsen er etylen-vinylacetat-kopolymerer, etylenetylakrylat-kopolymerer og etylenmetyl-metakrylat-kopolymerer.

Det er velkjent på fagområdet å ko-ekstrudere et slikt to- eller fler-polymersystem for å danne et laminat ved hjelp av konvensjonelt ko-ekstruderingsutstyr. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, som er anvendbart for et laminat, blir imidlertid den forlikelige etylenpolymer eller -kopolymer også utsatt for de samme nye MD/TD-trekkeforhold etter ko-ekstruderingstrinnet som det biaksialt orienterte lineære polyetylen.

Det forlikelige etylenpolymer- eller -kopolymerlag i laminatet kan utgjøre enten den indre overflate eller den ytre overflate av sekken for å tilveiebringe ytterligere anvendbar-het for sekken. Når f.eks. den forlikelige polymer eller kopolymer i laminatet er en myk, bøyelig kopolymer, såsom 10% etylen-vinylacetat, og utgjør en ytre overflate i sekken, tilveiebringer den bedre anti-gli-egenskaper. Når en 20% etylenmetylakrylat-kopolymer i laminatet utgjør det indre lag i sekken, kan sekken generelt varmelukkes ved en så lav temperatur som 80°C, hvilket reduserer risikoen og graden av dis-

orienting av det sårbare orienterte lag.

Det koekstruderte laminat kan omfatte to eller flere forlikelige lag etter som det ansees passende.

Innen omfanget av denne oppfinnelse er også sekker dannet av filmer som omfatter et laminat dannet ved klebemiddel-lami-nering av egnede filmer.

Fler-laminerte sjikt kan anvendes, hvorved ett laminat-sjikt utgjør et sperrelag for bevegelse av kjemisk damp gjennom sekkveggene.

Flere utførelser av denne oppfinnelse vil nå bli mer spesielt beskrevet ved hjelp av eksempel bare med henvisning til de medfølgende tegninger, i hvilke: Fig. 1 viser et skjematisk diagram av apparaturen som anvendes ved fremstilling av filmen i henhold til oppfinnelsen, Fig. 2 viser et forsidesnitt, delvis kuttet bort, av en rørformet sekk med åpen topp i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 3 er et delsnitt langs 3-3 i fig. 2,

Fig. 4 er et forsidesnitt av en ekstra kraftig sekk med åpen topp i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 5 er et delsnitt langs linje 5-5 i fig. 4,

Fig. 6 er et forsidesnitt av en ekstra kraftig klaffet sekk i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 7 er et delsnitt langs linjen 7-7 i fig. 6, og

Fig. 8 er et tverrsnitt av et foretrukket laminat av en termoplastisk film i henhold til oppfinnelsen.

Det refereres nå til fig. 1 hvor en smeltet termoplastisk harpiks blir ekstrudert fra en ekstruder 10 som har en 203,2 mm rund dyse 11 med en diameteråpning på 1,27 mm. Filmtykkel-sen når filmen forlater dysen er tilnærmet 1,905 mm og den rørformede filmsmelte har en temperatur på 220°C. Tilstøtende til dysen 11 er en jevn sylindrisk nedre spindel 12 og over og langs overflaten av denne nedre spindel blir den rørformede film trukket ved hjelp av minst ett par av klemme/trekk-valser 13. Den nedre spindel holdes ved en temperatur på ca. 85°C for å bevirke bråkjøling av filmsmelten. Filmen i området umiddelbart før den nedre spindel 12 har en temperatur over sitt krystallinske smeltepunkt, d.v.s. ca. 121°C og det foregår således ingen kaldtrekking i dette område. På filmen i dette område innvirker strøm av kjøleluft rettet fra en luft-ring 14, som avkjøler filmen til en temperatur på mellom 135 og 150°C. Når filmen føres fra dyseflensene til den del hvor den blir bragt til å stivne på den nedre spindel 12, blir den trukket ned til 0,635 mm ved hjelp av klemme/trekk-vaIser 13.

Tilstøtende den øvre ende av den nedre spindel 12 er det en konisk spindel 15 som er skilt fra den nedre spindel 12 med en vakuumåpning 16. Når filmen føres til og over den koniske spindel 15 påføres det et regulert vakuum på filmen gjennom vakuumåpningen 16. Dette muliggjør utvikling av en sterkere stramming fra klemme/trekk-valsene 13 for å trekke og fortynne filmen over den koniske spindel 15 til den krevede tykkelse på 0,0636 mm, dvs at filmstrammingen på den nedre spindel 12 således er vesentlig mindre enn den utviklet på den koniske spindel 15. Når den 0,636 mm tykke rørformede film passerer vakuumåpningen 16, blir vakuumtrykket justert for å frembringe tilstrekkelig trekkstramming på film-trekk-klemmene 13 til å dra filmen over den koniske spindel 15 og kaldtrekke den i tverretningen og, samtidig, i maskinretningen til en rør-diameter på 442,0 mm. Temperaturen i filmen blir tilrådelig hurtig redusert til ca. 60°C, dvs under dens mykningspunkt, før den kommer inn mellom klemme/trekk-valsene 13 ved hjelp av luftringavkjølingen 17 tilstøtende den koniske spindel 15. Tilstøtende spindel 15 er det en metallisk reflekterende skjerm 18 som minimaliserer det reflektive varmetap fra filmen som raskt blir tynnere på den koniske spindel 15.

Hastigheten på klemme/trekk-valsene 13 blir regulert for å bevirke trekking av filmen til det ønskede mål. Etter utgang fra klemme/trekk-valsene 13 blir det utflatede filmrør med bredde 660 mm eventuelt ført til en korona-utladningsenhet for å brenne filmoverflaten for å gjøre den mottagelig for trykkfarve-påføring når filmen deretter føres gjennom en fleksografisk stabelpresse. Røret blir så gjenoppblåst ved å føre det gjennom to sett klemmevalser (ikke vist) med en luft-boble innfanget mellom dem mens kanten av røret blir foldet ved for", g av plater like før det andre sett av klemmer for å danne eventuelt nødvendig avstivning i røret. Til sist føres røret til et ende-lukkehode hvor det blir varmelukket og behandlet i en skjæremaskin for å tilveiebringe en isolasjons-sekk med størrelse 1676 ni x 405 ra x 254 m.

Filmen ovenfor er således blitt trukket til et trekkeforhold i tverretningen på 2,2 og et trekkeforhold i maskinretningen på 4,5.

Eksempel I

En serie av forsøk ble utført for å vurdere virkningen av enakset orientering av en film av lineært polyetylen med lav densitet. Ved disse forsøk ble en polyetylenblanding bestående av lineært polyetylen med lav densitet (4 deler, densitet 0,918, smelteindeks 0,5 - ESCORENE 1030<*> fra ESSO CHEMICAL) og polyetylen med lav densitet (1 del, densitet 0,923, smelteindeks 0,3 - CIL 503<*> - 1% silisiumoksyd) blåst og kaldtrukket på modifisert konvensjonelt utstyr, som beskrevet i samtidig verserende US-søknad nr. 797.918, inngitt 14. nov. 1985. Filmene ble blåst fra harpiksen med forskjellige blåseforhold med etterfølgende kaldtrekking under deres krystallinske smeltepunkt ved forskjellige trekkeforhold og de ble testet på MD-og TD-rivstyrke. Prosess-parametrene og resultatene er angitt i tabell 1. Resultatene viser den ufordelaktige TD-strekkfasthet oppnådd for disse filmer.

Eksempel II

En serie forsøk ble utført for å vurdere virkningen av balansert biaksial orentering av en lineær film med lav densitet. Ved disse forsøk ble blåste filmprøver av en 0,3 mm film fremstilt ved et blåseforhold på 1:1 fra en harpiks-sammensetning av en 80/20-blanding av EXXON 1030/CIL 633* strukket ved en temperatur på 105°C på en T.M. Long Co. film-strekker med de følgende resultater. EXXON 1030 er en kopolymer av lineært polyetylen med lav densitet og buten som har en smelteindeks på 0,5 g/10 min. og en densitet på 0,922 g/cm<3>. CIL 633 er en kopolymer av 2% vinylacetat og polyetylen med lav densitet som har en smelteindeks på 0,3 og en densitet på 0,925 g/cm<3>. Filmene ble kaldtrukket likt i MD og TD under det krystallinske smeltepunkt for å danne balanserte biaksialt orienterte filmer. Resultatene er vist i tabell 2. Disse resultater viser den ventede tendens med rask nedsettels e av både MD- og TD-rivegenskaper med tilsvarende økning i strekkfasthet. Rivegenskapene for filmer med balansert strek-king på 3:1 eller mer er generelt uakseptable som skipssekker.

Eksempel III

En serie forsøk som er lik dem som er beskrevet i eks. 2 med den samme harpiks ble utført, men TD-trekkeforholdet ble her holdt konstant på 2:2. Resultatene er vist i tabell 3.

Resultatene viser at både MD- og TD-rivstyrken ble forbedret jevnt med økende MD-trekkeforhold, d.v.s. øket MD-orientering.

En har således funnet at ved å begrense den dramatiske ubalanse for strekk- og riv-egenskaper som er forbundet med enakset orientering og medfølgende tilbøyelighet for film-"oppspaltbarhet", unngås. Dessuten har filmer trukket på denne måte, selv om de har MD- og TD-strekk-forbedringer på 100%, balanserte og økede riv-egenskaper med økende orientering. For praktiske formål vil TD-trekkeforhold på 2:1 være typisk. Større trekkeforhold enn 3:1 ville være ubrukelig siden den ikke-trukne filmtykkelse ville være den doble av den som kreves for det 2:l-trukne materiale og ville gjøre det mye mer vanskelig å oppnå regulering av kaldtrekningsoperasjonen. Figurene 2 og 3 viser en generell rektangulær enkeltsjikts rørformet sekk 1 som har en forsidevegg 2 og en baksidevegg 3 dannet av en kaldtrukket polyetylenfilm fremstilt fra en blanding bestående av EXXON 1030/CIL 63 3 som beskrevet i eks. III i henhold til den fremgangsmåte for fremstilling som er beskrevet foran. MD-trekkeforholdet for filmen er 5 og TD-trekkeforholdet er 2. Én ende 4 av den rørformede sekk er varmelukket for dannelse av en enkeltsjikts sekk med åpen topp. Figurene 4 og 5 viser en generell rektangulær 2-sjikts-sekk av putetype 1 som har en indre vegg 2 dannet av en blåst film av lineært polyetylen med lav densitet (Dow Chem. Co.), og et ytre sjikt 3 (0,09 mm) av ubalansert biaksialt orientert film av polyetylen med lav densitet, en blanding av EXXON 1030/CIL 633 som beskrevet foran.

Sekken 1 har således en 2-sjikts baksidevegg 4 og en 2-sjikts forsidevegg 5 som utgjøres av første og andre delvis overlappende plater 6 og 7. Det ytre sjikt 3 i baksideveggen 4 er sammenhengende med den ytre vegg 3 i forsideveggen 5 bortsett fra hvor de er skilt og knyttet sammen ved varmelukking med laget 2 i de overlappende plater 6 og 7. Veggene 4 og 5 er således udelte og danner et 2-sjikts rør. Én ende av røret 8 er varmelukket for å danne en enkel 2-sjikts sekk med åpen topp.

Sekken ble dannet ved å mate en bane av 940 mm film 3 inn 1 en i lengderetningen foldet ramme sammen med en bane av film

2 og danner et 2-sjikts rør med bredde 457 mm med en 25,4 mm overlappende del. De fire sjiktene i det overlappende område blir så varmelukket i lengderetningen for å konsolidere 2-sjikts-røret som så blir ført til en tverrgående varmelukke-enhet for å danne bunnlukkingen 8. Et rør med lengde 660 mm med varmelukkingen til stede blir skåret fra banen med en skjæremaskin for å danne en sekk med åpen topp 1.

Den åpne topp i sekken blir vanligvis varmelukket etter at den er fylt med produkt for å danne en luft-tett og vann-tett pakning. På grunn av at det er ytterst vanskelig å ute-lukke all luft fra den fylte pakning før varmelukkingen, er det foretrukket å perforere veggene i sekkene med nålestikk med en typisk diameter på 0,635 mm for å lette luftfrigjørin-gen, og det antall hull som kreves avhenger av mengden av luft som er igjen i sekken og typen av produkt som blir pakket. I de tilfeller hvor det er kritisk at pakken beholder sin maksi-male verdi med hensyn til luft-tetthet og beskyttelse mot fuk-tighet, er perforeringshullene i de indre og ytre sjikt som en motvekt typisk 38,1 mm for å skape en indirekte bane for luft-produkt-blandinger under utluftingsperioden.

Selv om det indre sjikt 2 i sekken er beskrevet som et enkelt sjikt i arket, kan det lett forstås at det også i stede t kan brukes et 2-sjikts-rør på 0,038 mm. Siden røret i virke ligheten kan være billigere å fremstille, kan røret være et foretrukket valg.

Figurene 6 og 7 viser generelt en rektangulær 3-sjikts

sekk av putetype 10 som har en forside 11 og en bakside 12 som er forenet rundt hele omkretsen til sekken. Forside 11 består av en indre vegg 13 og en ytre vegg 14 dannet av blåst lineært polyetylen med lav densitet (0,10 mm), og en midtvegg 15 av

samme ubalanserte biaksialt orienterte film av polyetylen med lav densitet som for fig. 4 (0,09 mm). Baksiden 12 er av en identisk konstruksjon.

Forsiden 11 har delvis overlappende plater 16 og 17 som er varmelukket sammen i lengderetningen for å danne et 3-sjikts rør som bare er åpent for å danne en selv-lukkende fyllemuffe 18. Røret er varmelukket i begge ender 19 for å danne en fullstendig klaffet sekk av den type som er illu-strert i søkerens US-patentskrift nr. 3.83 3.166. Ved den viste utførelse har sekken sine sidekanter 20 foldet i og varmelukket i det langsgående område 21 gjennom 12 lag av film.

Fig. 8 viser et ark 110 av ubalansert biaksialt orientert lineært polyetylen med lav densitet (som for fig. 4) med tykke Ise 0,04 mm og et ark 111 av polyetylen med lav densitet med tykkelse 0,006 mm laminert dertil. De laminerte ark kan bli fremstilt ved ekstruderingslaminering.

Det er foretrukket at polyetylenet med lav densitet som er i kontakt med det ubalanserte biaksialt orienterte sjikt, har et så lavt smeltepunkt som mulig og er så fluid som mulig når det er smeltet. Disse egenskaper blir vanligvis oppnådd ved anvendelse av polymerer av polyetylen med lav densitet som har relativt lav strekkflytfasthet. Det er derfor ønskelig at det indre lag av 2-sjikts-strukturen er en ko-ekstrudering med bare et tynt filmlag, typisk 0,006 mm tykkelse, med lav smelte-temperatur og høy smelteindeks for laget i direkte kontakt med den ubalanserte biaksialt orienterte film.

En har funnet at tykkelsen på de indre lag av polyetylen med lav densitet som er nødvendig for å frembringe en akseptabel varmelukking, i stor grad vil avhenge av elastisiteten til den ubalanserte biaksialt orienterte film som blir anvendt, dvs at jo mindre elastisk den ubalanserte biaksialt orienterte film er, desto tykkere må filmen av polyetylen med lav densitet være. Relative tykkelser for alle polyetylenlagene kan lett bestemmes av fagmannen.

Claims (9)

1. Kaldtrukket ubalansert biaksialt orientert film av lineært polyetylen med lav densitet, karakterisert ved at den har et trekkeforhold i tverretningen som er valgt fra større enn 1 til mindre enn 3 og et trekkeforhold i maskinretningen på mindre enn 6, men større enn trekkeforholdet i tverretningen.

2. Film i henhold til krav 1, karakterisert ved at den har et kaldtrukket forhold i tverretningen på 2 og i maskinretningen på 5.

3. Film i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte lineære polyetylen med lav densitet inneholder en mindre mengde av et polyetylen med lav densitet valgt fra et polyetylen med lav densitet og et polyetylen med høy densitet.

4. Anvendelse av kaldtrukket ubalansert biaksialt orientert film av lineært polyetylen med lav densitet som har et trekkeforhold i tverretningen som er valgt fra større enn 1 til mindre enn 3 og et trekkeforhold i maskinretningen på mindre enn 6 men større enn trekkeforholdet i tverretningen, til vegger i skipssekk av termoplast.

5. Anvendelse i henhold til krav 4, hvorved nevnte polyety-lenf i lm har et trekkeforhold i tverretningen på 2 og i maskinretningen på 5.

6. Anvendelse i henhold til krav 4, hvorved nevnte lineære polyetylen med lav densitet inneholder en mindre mengde av polyetylen med lav densitet.

7. Anvendelse i henhold til krav 4, hvorved nevnte lineære polyetylen med lav densitet inneholder en mindre mengde av polyetylen med høy densitet.

8. Anvendelse i henhold til hvilket som helst av kravene 4 - 7, hvorved nevnte film av ubalansert biaksialt orientert polyetylen med lav densitet utgjør del av et flerlags-laminat (110, 111) med ett eller flere lag av én eller flere forlikelige etylenpolymerer eller -kopolymerer.

9. Anvendelse i henhold til hvilket som helst av kravene 4 - 7, hvorved nevnte sekk omfatter en forsidevegg (11) og en baksidevegg (12), hvor hver av nevnte forsidevegg og nevnte baksidevegg omfatter et sjikt av nevnte ubalanserte biaksialt orienterte lineære polyetylen med lav densitet, og hvorved det mellom nevnte sjikt er innstukket to indre sjikt av polyetylen med lav densitet.