PL240879B1

PL240879B1 - Wielowarstwowa folia techniczna i jej zastosowanie

Info

Publication number: PL240879B1
Application number: PL425297A
Authority: PL
Inventors: Filip Jędra; Artur Bartkowiak; Ewa Januszewska; Mariusz Gruszczyński
Original assignee: Kalinowski Slawomir Zakl Produkcyjno Handlowo Uslugowy Slawpol
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2022-06-20
Also published as: PL425297A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest wielowarstwowa folia techniczna do pakowania materacy i innych artykułów sypialnianych i meblarskich zawierająca 5 warstw w układzie symetrycznym ABCBA, przy czym warstwy zewnętrzne A mają każda grubość wynoszącą około 30% całkowitej grubości folii i każda składa się z: polietylenu o niskiej gęstości o masowym współczynniku płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 0,2 - 0,35 g/10 min i gęstości 0,921 - 0,924 g/cm3, stanowiącej 80% warstwy A; oraz kopolimeru etylenu i kwasu metakrylowego o masowym współczynniku płynięcia MFR wynoszącym 2,5 g/10 min i gęstości 0,930 g/cm3, stanowiącej 20% warstwy A; warstwy pośrednie B mają każda grubość około 15% całkowitej grubości folii i utworzone są w całości z liniowego polietylenu o niskiej gęstości LLDOPE typu tie-layer o masowym współczynniku płynięcia MFR wynoszącym 1,4 g/10 min i gęstości 0,910 g/cm3; warstwa wewnętrzna C ma grubość 5% - 10% całkowitej grubości folii i jest utworzona z kopolimeru alkoholu winylowego o masowym współczynniku płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 1 - 3 g/10 min. Przedmiotem zgłoszenia jest również zastosowanie wielowarstwowej folii technicznej do pakowania produktów z pozbawieniem powietrza i produktów pakowanych metodą press and roll.

Description

PL 240 879 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowa folia techniczna o podwyższonej barierowości na tlen oraz ulepszonych parametrach związanych ze zgrzewaniem i jej zastosowanie do pakowania produktów z pozbawieniem powietrza, zwłaszcza do pakowania materacy i innych artykułów sypialnianych oraz meblarskich.

Materiały polimerowe jak poliamid (PA), polichlorek winylidenu (PVdC) czy kopolimer etylenu i alkoholu winylowego (EVOH) to materiały szeroko rozpowszechnione jako substancje o charakterze barierowym dla gazów, których dodatek w strukturze kompozytowej materiału znacząco obniża szybkość przenikania tlenu (OTR, z ang. Oxygen transmission rate). Jednakże polimery te, mają negatywny wpływ na recykling opakowań utrudniając procedury związane z końcem cyklu życia materiału kompozytowego otrzymanego z ich udziałem.

Dotychczas stosowane rozwiązania dotyczące poprawy zgrzewalności folii to między innymi zastosowanie kopolimeru etylenu, jonomerów, VLDPE i ULDPE, stearynianów i kwasów tłuszczowych lub liniowych polietylenów o niskiej gęstości.

Z punktu widzenia zapewnienia jednocześnie właściwości barierowości na tlen, biodegradowalności oraz korzystnej zgrzewalności folii opakowaniowych istnieje potrzeba poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie jej składu.

W stanie techniki opisano kilka folii technicznych o właściwościach barierowych dla cieczy i tlenu i/lub obniżonej temperaturze zgrzewania.

Na przykład ujawniony w dokumencie AU2910399A wynalazek dotyczy wielowarstwowego produktu do wytwarzania opakowania, przy czym produkt zawiera sieć nośnika, na którego jednej powierzchni znajduje się szczelna wielowarstwowa powłoka, która zawiera warstwę odporną na wilgoć i warstwę gazoszczelną. Warstwa gazoszczelna składa się z mieszanki kopolimeru etylen/alkohol winylowy i polimeru polarnego. Warstwa odporna na wilgoć to poliolefina, korzystnie mieszanka polietylenu i polarnego polimeru etylenowego.

Z kolei europejskie zgłoszenie patentowe EP0927101 ujawnia laminat opakowaniowy do opakowań na płynne produkty spożywcze o doskonałych właściwościach barierowych dla cieczy i tlenu, w których wszystkie zawarte warstwy są biodegradowalne. Laminat do pakowania zawiera co najmniej jedną warstwę barierową dla cieczy z homo- lub ko-polimerów monomerów wybranych z grupy składającej się z kwasu mlekowego, kwasu glikolowego, laktydu, glikolidu, kwasu hydroksymasłowego, kwasu hydroksowalerianowego, kwasu hydroksykapronowego, walerolaktonu, butyrolaktonu i kaprolaktonu, jak również warstwę barierową dla tlenu z etylenu i alkoholu winylowego, polialkoholu winylowego), skrobi lub pochodnych skrobi. Warstwa barierowa dla tlenu jest korzystnie nakładana w procesie powlekania dyspersyjnego. Warstwy mogą być laminowane bezpośrednio do siebie lub pośrednio za pomocą sąsiednich warstw klejowych. Laminat do pakowania może również zawierać warstwę rdzeniową, na przykład z papieru lub tektury, lub z biopolimeru. Wynalazek realizuje również sposób wytwarzania biodegradowalnego laminatu opakowaniowego według wynalazku. Pomimo realizowania celu barierowości dla tlenu, opisany w zgłoszeniu europejskim EP0927101 laminat opakowaniowy otrzymany w procesie powlekania dyspersyjnego nie jest przeznaczony do pakowania materacy i innych artykułów sypialnianych oraz meblarskich z pozbawieniem powietrza.

Polski opis patentowy PL198393B1 opisuje wielowarstwową folię do laminowania zdolną do zgrzewania, która zawiera wewnętrzną warstwę (d) z kopolimeru etylen/alkohol winylowy (EVOH) i otoczona jest obustronnie warstwami polepszającymi przyczepność (c) i (e) i na stronie do laminowania zestawu zawiera przynajmniej jedną dalszą warstwę (f) i na stronie przeznaczonej do zgrzewania zawiera warstwę zewnętrzną (a) i przynajmniej jedną dalszą warstwę (b), każdorazowo zawierającą polimer termoplastyczny lub mieszaninę termoplastycznych polimerów, charakteryzującą się tym, że z wyjątkiem warstwy (d) zawierającej EVOH i ewentualnie z wyjątkiem warstw polepszających przyczepność (c) i (e) obejmujących warstwę EVOH, warstwy (b) i (f) jak również każda z dalszych warstw będących na zewnątrz, zawierających polimer termoplastyczny lub mieszaninę polimerów termoplastycznych nie znajdujących się na stronie przeznaczonej do zgrzewania wykazuje niższą temperaturę mięknienia przynajmniej o 5°C niż zewnętrzna warstwa (a) znajdująca się na stronie przeznaczonej do zgrzewania. Opis patentowy dotyczy folii, która jest przeznaczona jako część składowa do tworzenia opakowania, nie dotyczy jednak samodzielnej folii opakowaniowej. Ponadto folia do laminowania jest niesymetryczna. Ujawniona tu folia nie cechuje się biodegradowalnością.

PL 240 879 B1

W amerykańskim zgłoszeniu US2014044902 ujawniona została wielowarstwowa, płaska lub rurowa plastikowa obudowa lub osłona na żywność (A), która jest otrzymywana w procesie formowania przez rozdmuchiwanie przez dyszę i dwuosiowo rozciągana w procesie potrójnego wytłaczania z rozdmuchiwaniem, korzystnie do pakowania żywności, obejmuje co najmniej dziewięć warstw, takich jak pierwsza warstwa z zewnątrz, zawierająca politereftalan etylenu (PET); druga, czwarta i ósma warstwa zawierająca promotor adhezji; trzecia i dziewiąta warstwa zawierająca poliolefinę, korzystnie polietylen; warstwa piąta i siódma zawierająca poliamid (PA); oraz szósta warstwa zawierająca jako składnik warstwy etylowy alkohol winylowy. Folia według zgłoszenia dotyczy wytworu, gdzie jedną z warstw jest poliamid, będący tworzywem obciążającym środowisko naturalne. Folia zgodnie z tym dokumentem nie jest zatem biodegradowalna.

Wynalazek opisany w publikacji zgłoszenia międzynarodowego WO9616797 dotyczy wielowarstwowej zgrzewalnej folii zawierającej: (a) warstwę podłoża folii poliolefinowej; (b) warstwę kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego (EVOH), oraz (c) akrylową powłokę polimerową zgrzewalną na gorąco nakładaną na (b). Folia wykazuje doskonałą barierę dla tlenu i zapachu oraz niską minimalną temperaturę zgrzewania (82°C). Wadą technologii nakładania akrylowej powłoki poprzez natrysk na gorąco jest to, że nie można uzyskać szerokich folii, tj. powyżej 2500 mm.

Dokument PL220758B1 ujawnia folię polietylenową do laminowania utworzoną z warstwy zewnętrznej A, warstwy środkowej B i warstwy wewnętrznej, zgrzewalnej C w układzie ABC, charakteryzującą się tym, że warstwa zewnętrzna A ma grubość wynoszącą 30% grubości folii i utworzona jest ze składników od 48% do 60% polietylenu niskiej gęstości o współczynniku płynięcia w granicach 0,5-1,0 g/10 min i gęstości 0,918-0,927 g/cm³, 50% polietylenu liniowego małej gęstości typ butenowy C4 o współczynniku płynięcia w granicach 0,8-1,2 g/10 mini gęstości 0,917-0,927 g/cm³, 1% dodatku antyblokingowego na bazie syntetycznej krzemionki oraz 1% dodatku technologicznego na bazie fluoru, warstwa środkowa B posiada grubość 50% grubości folii i utworzona jest ze składników 10 do 20% polietylenu niskiej gęstości o współczynniku płynięcia w granicach 0,5-1,0 g/10 min i gęstości 0,9180,927 g/cm³, od 30% do 50% kopolimeru metalocenowego etylenu i heksanu, od 20% do 40% polietylenu bimodalnego dużej gęstości oraz 1% dodatku technologicznego na bazie fluoru, natomiast warstwa wewnętrzna, zgrzewalna C posiada grubość 20% grubości folii i utworzona jest ze składników 72% metalocenowego polietylenu liniowego małej gęstości typ heksenowy, 25% kopolimeru metalocenowego etylenu i heksanu, 1% dodatku poślizgowego i antyblokingowego, 1% dodatku antyblokingowego na bazie syntetycznej krzemionki oraz 1% dodatku technologicznego na bazie fluoru. Opis patentowy dotyczy trójwarstwowej folii do laminowania, która nie charakteryzuje się barierowością na tlen.

Ujawniony w zgłoszeniu międzynarodowym WO12074500 wynalazek dotyczy laminatu odpornego na korozyjne działanie gazu, zawierającego zewnętrzną warstwę polimeru, która korzystnie zawiera inhibitor korozyjnych par, warstwę barierową odporną na korozyjne gazy, która może być polimerem hydrofilowym, oraz warstwę wiążącą umieszczoną pomiędzy zewnętrzną i wspomnianą warstwą barierową. Różne laminaty mają ulepszoną odporność na przepuszczanie w odniesieniu do gazów korozyjnych, takich jak tlen, siarkowodór i gazy halogenowe, takie jak chlor. Laminaty można stosować do ochrony metalu podczas przechowywania i transportu.

Znany stan techniki nie rozwiązuje problemu technicznego zapewnienia folii łączącej charakterystykę barierowości na tlen, biodegradowalności oraz korzystnych parametrów zgrzewalności, zwłaszcza możliwych do zastosowania do pakowania materacy i innych artykułów sypialnianych i meblarskich.

Dlatego też celem wynalazku jest opracowanie folii technicznej o podwyższonej barierowości na tlen oraz znacznie ulepszonych parametrach związanych ze zgrzewaniem, to znaczy obniżoną temperaturą inicjacji zgrzewu oraz znacznie poprawionym parametrem Hot Tack (tj. wartością siły wiązania bezpośrednio po utworzeniu spoiny), w porównaniu do tradycyjnych folii z czystego polietylenu niskiej gęstości. Istotnym aspektem jest, aby zapewniona folia była biodegradowalna. Rozwiązanie takie umożliwi zastosowanie folii do pakowania w zastępstwie obecnie używanej folii PAPE, która bardzo obciąża środowisko z uwagi na brak możliwości jej regranulacji.

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowa, korzystnie pięciowarstwowa folia techniczna do pakowania z pozbawieniem powietrza materacy i innych artykułów sypialnianych i meblarskich zawierająca 5 warstw w układzie symetrycznym ABCBA, charakteryzująca się tym, że:

- warstwy zewnętrzne A mają każda grubość wynoszącą od 28% do 32% całkowitej grubości folii i każda składa się z:

PL 240 879 B1 polietylenu o niskiej gęstości o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 0,2-0,35 g/10 min i gęstości 0,921-0,924 g/cm³, stanowiącej 80% warstwy A; oraz k opolimeru etylenu i kwasu metakrylowego o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 2,5 g/10 min i gęstości 0,930 g/cm³, stanowiącej 20% warstwy A;

- warstwy pośrednie B mają każda grubość od 13% do 17% całkowitej grubości folii i utworzone są w całości z liniowego polietylenu o niskiej gęstości LLDPE typu klej o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 1,4 g/10 min i gęstości 0,910 g/cm³;

- warstwa wewnętrzna C ma grubość 5% - 10% całkowitej grubości folii i jest utworzona z kopolimeru alkoholu winylowego o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 1-3 g/10 min.

Korzystnie wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku, charakteryzuje się tym, że ma grubość w zakresie 0,075 mm - 0,1 mm.

Korzystniej wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma grubość równą 0,075 mm.

Korzystniej wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma grubość równą 0,1 mm.

Ponadto korzystnie wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku, charakteryzuje się tym, że ma szybkość przenikania tlenu - parametr OTR wynoszący w zakresie 0,285-0,335 cm³/m²/doba dla folii o grubości 0,1 mm.

Również korzystnie wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku, charakteryzuje się tym, że ma temperaturę zgrzewania w zakresie 110-210°C podczas pakowania i zgrzewania sprasowanych artykułów sypialnianych.

Dodatkowo korzystnie wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wartość siły wiązania bezpośrednio po utworzeniu spoiny, dla folii o grubości 0,1 mm i w temperaturze 85 °C wynosi 1,5N/25 mm, dla czasu zgrzewania wynoszącym 0,5 s.

Szczególnie korzystnie wielowarstwowa folia techniczna według wynalazku, charakteryzuje się tym, że jest biodegradowalna.

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie wielowarstwowej folii technicznej według wynalazku do pakowania z pozbawieniem powietrza i metodą prasowanie i rolowanie materacy i artykułów sypialnianych i meblarskich wybranych z grupy obejmującej poduszki, pianki poliuretanowe, maty i topy materacowe.

Wielowarstwowa folia techniczna według niniejszego wynalazku łączy w sobie w znacznym stopniu poprawione 3 kluczowe parametry: obniżoną temperaturę zgrzewania, podwyższony parametr Hot Tack oraz zmniejszoną szybkość przenikania tlenu do poziomu umożliwiającego zastosowanie otrzymanej folii do pakowania produktów z pozbawieniem powietrza. Opracowana wielowarstwowa folia techniczna jest biodegradowalna, a w dodatku jej cena jest znacznie niższa niż bardzo obciążającej środowisko folii PAPE do podobnych zastosowań.

W praktyce przemysłowej folia według wynalazku jest otrzymywana w procesie określanym jako wytłaczanie z rozdmuchiwaniem. Wyróżnia się tu kilka zasadniczych etapów: dozowanie tworzyw, uplastycznianie ich w pięciu wytłaczarkach jednoślimakowych. Każda z wytłaczarek posiada układ uplastyczniający, gdzie każde z tworzyw polimerowych zostaje stopniowo nagrzane (180-210°C), sprężone, homogenizowane oraz transportowane do głowicy. W głowicy następuje współwytłaczanie tych tworzyw poprzez kanały znajdujące się w głowicy doprowadzające stopione tworzywo do dyszy. Bezpośrednio po wypływie z dyszy głowicy tworzywa ukształtowanego w postaci rury cienkościennej następuje jego ochładzanie za pomocą nadmuchiwanego powietrza, dzięki czemu rura ta zwiększa swoją średnicę ok. 6,5 krotnie, a jej grubość maleje. Następnie folia wyciągana jest w górę za pomocą urządzenia odbierającego, spłaszczana do postaci podwójnie złożonej wstęgi i odbierana przez nawijarkę, gdzie następuje jej zwijanie w nawój.

Każda z warstw folii zaplanowana jest w taki sposób, aby pełnić różnorodne funkcje.

W folii według wynalazku warstwy A są odpowiedzialne za zgrzewanie, warstwy B są warstwami wiążącymi pomiędzy warstwami A i C, natomiast warstwa C jest warstwą barierową dla tlenu.

Korzystne cechy wynalazku zostały zilustrowane za pomocą poniższych figur, uzupełniających informacje zawarte w przykładach wykonania:

PL 240 879 BI

Fig. 1. to wykres profilu zgrzewalności Hot Tack dla próbki 1 (wielowarstwowa folia techniczna według niniejszego wynalazku) w zakresie temperatur od 85 do 110°C: czasy zgrzewania 0,5 i 1,0 s, czas chłodzenia 0,0 s.

Fig. 2. to wykres profilu zgrzewalności Hot Tack dla próbki 2 (standardowa folia polietylenowa) w zakresie temperatur od 85 do 110°C: czasy zgrzewania 0,5 i 1,0 s, czas chłodzenia 0,0 s.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w poniższych przykładach wykonania, które nie ograniczają jednak zakresu ochrony a jedynie przedstawiają korzystne warianty zastrzeganego rozwiązania

Dla realizacji wynalazku wykorzystano produkty dostępne handlowo:

Lp.	Nazwa rodzaju tworzywa	Angielska nazwa rodzaju tworzywa	Producent	lndex typu
1	Polietylen niskiej gęstości	Low density PE	Basell Orlen Polyolefins	Malen E FGAN 23 D003
2	Kopolimer etylenu i kwasu metakrylowego	Copolymer of ethylene and methacrylic acid	DuPONT	NUCREL0903
3	LLDPE typu klej	Compounded polyolefin	Lyondellbasell	PLEXAR PX 3236
4	Kopolimer alkoholu winylowego	Vinyl alkohol copolymer	Nippon Gohsei	G-Polymer OKS8095P

Należy podkreślić, iż użycie dla realizacji niniejszego wynalazku komercyjnie dostępnych polimerów nie może być uznane za negatywne dla innowacyjności rozwiązania bowiem dopiero odpowiednie połączenie znanych składników dla zrealizowania ważnego problemu technicznego stanowi o wynalazku objętym niniejszym opisem.

Przykłady dotyczą folii o grubości 0,1 mm wybranej jako najbardziej optymalny (korzystny) dla celów jakim folia ma służyć. Jednak dla znawcy będzie oczywiste, że w zakresie wynalazku są folie o dowolnej grubości. Dla znawcy będzie również oczywiste, iż folia powinna mieć grubość pozwalającą na zastosowanie w celach opakowaniowych.

Przykład porównawczy dotyczy porównania właściwości folii według wynalazku ze standardową folią polietylenową. Standardowa folia polietylenowa jest folią aktualnie stosowaną w branży do pakowania materacy i innych artykułów sypialnianych i meblarskich. Jest to folia wykonana z tworzywa bazowego jakim jest polietylen oraz dodatków na bazie polietylenu (np. dodatków liniowych).

Przykład 1: Taśma foliowa 2550 x 0,1 (Folia o szerokości 2550 mm i grubości 0,1 mm) • Warstwy Zewnętrzne A

80% polietylen niskiej gęstości o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR, gdzie masowy wskaźnik szybkości płynięcia określany jako MFR mierzony jest za pomocą urządzenia zwanym plastometrem zgodnie z międzynarodową normą ISO 1183 z temperaturą 190°C i wypływem masy przy 2,16 kg, w zakresie 0,2-0,35 g/10 min i gęstości 0,921-0,924 g/cm³ Malen E FGAN 23 D003,

20% kopolimer etylenu i kwasu metakrylowego o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 2,5 g/10 min i gęstości 0,930 g/cm³ - NUCLER 0903

PL 240 879 BI • Warstwy pośrednie B

15% LLDPE typu klej- PLEXAR PX 3236 o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 1,4 g/10 min i gęstości 0,910 g/cm³ • Warstwy wewnętrzna C

5% kopolimer alkoholu winylowego - G-POLYMER OKS 8095Po masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 1-3 g/10 min

Przykład 2: Taśma foliowa 2550 x 0,1 (Folia o szerokości 2550 mm i grubości 0,1 mm) • Warstwy Zewnętrzne A (grubość 30 % grubości folii na warstwę)

80% polietylen niskiej gęstości o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 0,2-0,35 g/10 min i gęstości 0,921-0,924 g/cm³ - Malen E FGAN 23 D003, 20% kopolimer etylenu i kwasu metakrylowego o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 2,5 g/10 min i gęstości 0,930 g/cm³ - NUCLER 0903 • Warstwy pośrednie B

15% LLDPE typu klej PLEXAR PX 3236 o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 1,4 g/10 min i gęstości 0,910 g/cm³ • Warstwy wewnętrzna C

10% kopolimer alkoholu winylowego - G-POLYMER OKS 8095P o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR 1-3 g/10 min

Potwierdzeniem uzyskania korzystnych parametrów fizykochemicznych dla wielowarstwowej folii technicznej według niniejszego wynalazku są wyniki przeprowadzonych badań przedstawione w poniższych przykładach wykonania.

Przykład 3: Porównanie szybkości przenikania tlenu - parametru OTR (OTR, z ang. Oxyqen transmission ratę) standardowej folii polietylenowej z wielowarstwowa folia techniczna według niniejszego wynalazku

Tabela nr 1. Porównanie szybkości przenikania tlenu - parametru OTR standardowej folii polietylenowej produkowanej z polietylenu niskiej gęstości z wielowarstwowymi foliami technicznymi według niniejszego wynalazku o różnej zawartości G-POLYMERL).

Badanie	Procedura badawcza	Parametry badania	Wyniki badan
Standardowa folia polietylenowa	Folia według wynalazku	Folia PAPĘ
5% G-POLYMER	10% G-POLYMER
OTR - Szybkość przenikania tlenu ( cm³/m²/doba)	ASTM D 3985-06 (międzynaro dowa norma)	Badania prowadzono w następujących warunkach temperatury (T) i wilgotności względnej (RHJ:T=23 tlC i RH=O%	2771	0,335	0,285	140

Standardowa folia polietylenowa ma przenikalność tlenu na poziomie 2771 cm³/m²/doba, natomiast folia gdzie jako barierę zastosowano G-POLYMER szybkość przenikania tlenu - parametr OTR wynoszący w zakresie 0,285-0,335 cm³/m²/doba, co stanowi poprawę o ponad 4 rzędy wielkości i w związku z tym z powodzeniem może konkurować również z nieekologiczną folią PAPĘ (składającą się z poliamidu) (OTR = 140 cm³/m²/doba).

Badanie Hot Tack

Badanie wykonane w oparciu o normę ASTM F 1921 98 „Standard Test Methods for Hot Seal Strength (Hot Tack) of Thermoplastic Polymers and Blends Comprising the Sealing Surfaces of Flexible Webs”.

PL 240 879 BI

Parametry zgrzewania: zakres temperatur 85-115°C, czas zgrzewania 0,5 i 1,0 s czas chłodzenia 0,0 s, prędkość rozrywania 200 mm/s, docisk 0,4 N/mm².

Przykład 4: Porównanie profili zgrzewalności Hot Tack wielowarstwowej folii technicznej według niniejszego wynalazku i standardowej folii polietylenowej

Tabela nr 2. Profil zgrzewalności wielowarstwowej folii technicznej według niniejszego wynalazku

Temperatura [O]	Jednostka	Czas zgrzewania 0,5 s	Czas zgrzewania 1.0 s
Wartość średnia siły zrywającej ± SD	Uwagi	Wartość średnia siły zrywającej ± SD	Uwagi
85	N/25 mm	1.50 i 0.35	R	1,5310,11	R
90	2,60 i 0,01	R	1.68 ±0,25	R
95	2,45 ± 0,21	R	2,40 i 0.14	R
100	2.95 ± 0,21	R	2,40 ±0,01	R
105	2.80 * 0.28	R	2,53 ±0,25	R
110	0.96 * 0.28	ZF	0.90*0.21	ZF
115	0.26 * 0.04	ZF	0.28 * 0.04	ZF

R - rozwarstwienie połączenie zgrzewanego, ZF - zerwanie części składowej połączenia zgrzewanego.

Tabela nr 3. Profil zgrzewalności standardowej folii polietylenowej

Temperatura [°C]	Jednostka	Czas zgrzewania 0,5 s	Czas zgrzewania 1,0 s
Wartość średnia siły zrywającej ± SD	Uwagi	Wartość średnia siły zrywającej i SD	Uwagi
85	N/25 mm	0.30 1 0,07	R	0,31 1 0.07	R
90	0,3510,01	R	0,28 1 0.01	R
95	0,33 1 0,02	R	0,40 1 0.05	R
100	0,4310,06	R	0,41 1 0,01	R
105	0.65 1 0.07	R	0,71 1 0,15	R
110	1,2810,11	R	1,251 0.14	ZR
115	1,30 10,14	ZF	0,23 i 0.04	ZF

R - rozwarstwienie połączenie zgrzewanego, ZF - zerwanie części składowej połączenia zgrzewanego

Temperatura 85°C i czas 0,5 s to warunki wystarczające do otrzymania trwałej spoiny dla folii zawierającej kopolimer etylenu i kwasu metakrylowego (NUCREL) w 20% udziale, a zastosowanie tego tworzywa pozwala na obniżenie temperatury zgrzewania ze 110 do 85°C - w warunkach laboratoryjnych, a jak pokazały próby produkcyjnie nawet o 50°C.

Uzyskano 6-krotną poprawę parametru Hot Tack w stosunku do standardowej folii polietylenowej, szczególnie w bardzo niskich temperaturach (85-95°C). Standardowa folia polietylenowa ma ten parametr na poziomie 0,3 N/25 mm (Fig. 2.), natomiast folia, gdzie zastosowano w zewnętrznych warstwach komponent LDPE/NUCREL ma ten parametr na poziomie 2,5 N/25 mm (Fig. 1.).

Przykład 5

Pakowanie artykułów sypialnianych polega na sprasowaniu tych artykułów w worku foliowym i zamknięciu takiego opakowania zgrzewem, dzięki czemu opakowanie takie pozbawione jest powietrza a artykuł zmniejszył do minimum swoją objętość. Dodatkowo materace mogą być poddawane zwinięciu w rulon (prasowanie i rolowanie). Wykorzystanie do pakowania artykułów sypialnianych wielowarstwowej folii technicznej według wynalazku umożliwia uzyskanie trwałego zgrzewu przy obniżonej temperaturze zgrzewania o 50°C względem standardowej folii polietylenowej, tj. w zakresie 110-210°C. Ponadto dzięki zastosowaniu folii według wynalazku produkt nie będzie zwiększał swojej objętości podczas magazynowania, co jest korzystne w przypadku, gdy występują ograniczenia związane z powierzchnią pakową. W znanych konkurencyjnych rozwiązaniach brak odpowiedniej barierowości folii powoduje, że zapakowany produkt nie minimalizuje swojej objętości w pożądany sposób, zachowując ją niezmiennie, jednocześnie przez cały okres magazynowania i transportowania. W chwili obecnej substytucyjnym produktem jest szkodliwa dla środowiska folia PAPĘ.

Claims

PL 240 879 B1

Zastrzeżenia patentowe

1. Wielowarstwowa, korzystnie pięciowarstwowa folia techniczna do pakowania z pozbawieniem powietrza materacy i innych artykułów sypialnianych i meblarskich zawierająca 5 warstw w układzie symetrycznym ABCBA, znamienna tym, że:

- warstwy zewnętrzne A mają każda grubość wynoszącą od 28% do 32% całkowitej grubości folii i każda składa się z:

polietylenu o niskiej gęstości o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 0,2-0,35 g/10 min i gęstości 0,921-0,924 g/cm³, stanowiącej 80% warstwy A; oraz kopolimeru etylenu i kwasu metakrylowego o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 2,5 g/10 min i gęstości 0,930 g/cm³, stanowiącej 20% warstwy A;

- warstwy pośrednie B mają każda grubość od 13% do 17% całkowitej grubości folii i utworzone są w całości z liniowego polietylenu o niskiej gęstości LLDPE typu klej o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym 1,4 g/10 min i gęstości 0,910 g/cm³;

- warstwa wewnętrzna C ma grubość 5% - 10% całkowitej grubości folii i jest utworzona z kopolimeru alkoholu winylowego o masowym wskaźniku szybkości płynięcia MFR wynoszącym w zakresie 1-3 g/10 min.
2. Wielowarstwowa folia techniczna według zastrz. 1, znamienna tym, że ma grubość w zakresie 0,075 mm - 0,1 mm.
3. Wielowarstwowa folia techniczna według zastrz. 2, znamienna tym, że ma grubość równą 0,075 mm.
4. Wielowarstwowa folia techniczna według zastrz. 2, znamienna tym, że ma grubość równą 0,1 mm.
5. Wielowarstwowa folia techniczna według zastrz. 1, znamienna tym, że ma szybkość przenikania tlenu - parametr OTR wynoszący w zakresie 0,285-0,335 cm³/m²/doba dla folii o grubości 0,1 mm.
6. Wielowarstwowa folia techniczna według zastrz. 1, znamienna tym, że ma temperaturę zgrzewania w zakresie 110-210°C podczas pakowania i zgrzewania sprasowanych artykułów sypialnianych.
7. Wielowarstwowa folia techniczna według zastrz. 1, znamienna tym, że wartość siły wiązania bezpośrednio po utworzeniu spoiny dla folii o grubości 0,1 mm i w temperaturze 85°C wynosi 1,5N/25 mm dla czasu zgrzewania wynoszącym 0,5 s.
8. Wielowarstwowa folia techniczna według dowolnego z powyższych zastrzeżeń 1-7, znamienna tym, że jest biodegradowalna.
9. Zastosowanie wielowarstwowej folii technicznej określonej zastrzeżeniem 1 do pakowania z pozbawieniem powietrza i metodą prasowanie i rolowanie materacy i artykułów sypialnianych i meblarskich wybranych z grupy obejmującej poduszki, pianki poliuretanowe, maty i topy materacowe.

PL 240 879 BI

Rysunki

Fig.l

PROFIL ZGRZEWALNOŚCI HOT TACK próbka 1

Wykra* 1. Profil zgrzewatności Hot Tac* dla próbki 1 w zakresie temperatur od 85 do i 15 *C: czasy zgrzewania o s i i ,o *. czas cttiodzenia ¢.0 s.

Fig-2

PROFIL ZGRZEWALNOŚCI HOT TACK próbka 2

—czas zgrzewania 0.5 s

Czas zgrywania 1.0 s wykreł 2. Profil zgrzewatnoSci Hot Tack cna próbki 2 w zakresie temperatur od 85 do 115 *C: czasy zgrzewania 0,8 i 1,0 s czas chtodzenla 0.0 s.