(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (1) T3 Int.Cl. B32B 27/32 (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 12/28 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Folia termokurczliwa i jej zastosowanie do zastawów butelek (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 09/09 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 12/12 (73) Uprawniony z patentu: Euzone Consulting & Services Ltd, Birmingham, GB (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 DONATO VOLPI, Tortoreto Lido, IT (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Janina Kossowska PRZEDSIĘBIORSTWO RZECZNIKÓW PATENTOWYCH PATPOL SP. Z O.O. ul. Nowoursynowska 162 J Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Opis [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy termokurczliwej folii polietylenowej o małej grubości, która może być stosowana do pakowania zestawu pojemników z napojami lub innymi cieczami, ważącego od 4, do 14, kg, zastosowania folii przy wytwarzaniu zestawów i zestawów otrzymanych przez stosowanie wspomnianej folii. [0002] Termokurczliwe folie polietylenowe stosowane do dziś do pakowania zestawów napojów mają grubość nie mniejszą niż 0 µm, generalnie w zakresie od 60 do 80 µm. [0003] Są to folie pojedyncze i trójwarstwowe, których podstawę stanowi polietylen o małej gęstości (LDPE). Innymi składnikami, wprowadzanymi zwykle do mieszaniny, są polietyleny o umiarkowanej i dużej gęstości, liniowe polietyleny metalocenowe i dodatki (środki poślizgowe, środki antyblokingowe, antystatyczne i ułatwiające przetwórstwo). [0004] Znane są także folie trójwarstwowe, w których warstwę środkową stanowi bimodalny LLDPE, a warstwy przylegające stanowią LDPE. [000] Przykładowo, w przypadku folii, której warstwa środkowa jest utworzona przez LDPE z dodatkiem LLDPE, gęstość polietylenu LDPE wynosi 0, g/cm 3, MFI wynosi 0,3 g/ minut (190 o C, 2,16 kg), gęstość LLDPE wynosi 0,92 g/cm 3, a MFI wynosi 0,7 g/ minut. [0006] W przypadku folii, której warstwa środkowa jest utworzona przez bimodalny LLDPE, gęstość LLDPE wynosi 0,931 g/cm 3, MFI wynosi 0,7 g/ minut; gęstość LDPE warstw zewnętrznych wynosi 0,927 g/cm 3, a MFI wynosi 0,7 g/ minut. [0007] Jak już wspomniano, grubość tych folii jest nie mniejsza niż 0 µm. Już przy 0 µm, z folią, której warstwa środkowa jest utworzona przez bimodalny LLDPE, występują problemy podczas obróbki w piecu w celu obkurczania na gorąco i podczas cięcia folii. [0008] Dokument Borstar LLDPE for collation shrink films ( pdctiterature/borealis/product-news/pnno 34 GBPP.pdf), zgłoszenie WO 06/ i dokument Borstar PE for blown film applications ( ujawniają folie, których warstwa środkowa jest utworzona z bimodalnego LLDPE, a warstwy zewnętrzne są formowane z LDPE ( Borstar LLDPE for collation shrink firms ) i LLDPE jest dodawany w ilości nie większej niż 0 % wagowych (WO 06/ i Borstar PE for blown film applications ), przy czym folia Borstar LLDPE for collation shrink films jest termokurczliwa, lecz nie jest wystarczająco sztywna, zaś folie według WO 06/ i folia Borstar PE for blown film applications nie są termokurczliwe. [0009] Zużycie napojów butelkowanych, w szczególności wody mineralnej w butelkach z PET, szybko się zwiększa, zwiększając w konsekwencji stosowanie folii otrzymywanych z polimerów pochodzących z ropy naftowej (polietylenu). [00] Z tego punktu widzenia i innych aspektów, odczuwana jest potrzeba dysponowania termokurczliwą trójwarstwową folią polietylenową o małej grubości, w celu zmniejszenia zarówno zużycia polimerów pochodzących z ropy naftowej jak i zużycia energii wymaganej do wytłaczania folii dla wyprodukowania takiej samej ilości metrów kwadratowych, jak też kosztów transportu do transportowania takiej samej ilości transportowanych metrów kwadratowych, przestrzeni zajętej do przechowywania folii i na koniec kosztów unieszkodliwiania folii po wykorzystaniu. [0011] Ten cel oraz te i inne cele zostały uzyskane za pomocą folii według niniejszego wynalazku. [0012] Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, że możliwe jest zmniejszenie grubości termokurczliwej trójwarstwowej folii polietylenowej, dającej się zastosować do zestawów napojów lub innych cieczy, które 1

3 ważą od 4, do 14, kg do wielkości, które są niższe niż 0µm i mogą osiągać 3 µm (równe około 60 % grubości folii 60 µm, która była stosowana dotychczas), jeśli środkowa warstwa folii jest utworzona przez bimodalny LLDPE, dla którego stosunek między MFI (190 o C, 21,6 kg) i MFI (190 o C, kg) jest w zakresie od do 30, korzystnie 22-2, gęstość wynosi 0,9-0,93 g/cm 3, korzystnie 0,930-0,93 g/cm 3, a warstwy zewnętrzne, które są wzajemnie identyczne lub różne, są utworzone z LDPE o gęstości 0,9-0,930 g/cm 3, MFI (190 o C, 2,16 kg) 0,2-0, g/ minut, z dodatkiem 3-%, korzystnie % wagowych LLDPE o gęstości 0,9-0,93 g/cm 3, MFI (190 o C, 2,16 kg) od 0,3 do 0,8 g/ minut, korzystnie 0,7-0,7 g/ minut. [0013] Warstwy zewnętrzne zawierają dodatki antyblokingowe, ułatwiające przetwórstwo i dodatki antystatyczne zwykle stosowanego typu. [0014] Przykładami tych dodatków są: dodatek antystatyczny Ampacet 02-A, dodatek antyblokingowy Ampacet 2 i dodatek ułatwiający przetwórstwo Ampacet 2232PA, wytwarzane przez AMPACET BELGIUM SPRL. Przykładem bimodalnego LLDPE, który może być stosowany, jest Borstar FB23, rozprowadzany na rynku przez firmę Borealis A/S, Dania (Borstar jest zarejestrowanym znakiem towarowym firmy Borealis). [001] Polietyleny LDPE i LLDPE są polimerami, które są szeroko opisane w literaturze. Polietylen LLDPE jest kopolimerem etylenu z małym udziałem alfa-olefin, korzystnie butenu-1 (0, do % molowych). [0016] W nowej folii, grubość warstw zewnętrznych wynosi 1-33 % całkowitej grubości dla każdej z warstw, a % stanowi warstwa środkowa. [0017] Zestaw jest wytwarzany zgodnie ze znanymi procedurami, które obejmują następujące etapy: - na początku ładowania nowej rolki folii sklejenie jej z poprzednią tak, żeby nie było konieczności ponownego zbrojenia maszyny; - odwijanie folii i jej podawanie na przenośnik; - cięcie folii na wymiar; - wkładania folii pod grupę butelek (zestawy 2-, 3-, 4-, 6-, 8-, 12-jednostkowe); - podniesienie ciągniętego końca folii przez pręt owijający i rozpoczęcie owijania jej dookoła butelek; - zakończenie owijania folii dookoła butelek przez pręt; - wprowadzanie zestawu do pieca, który wywołuje termoskurcz folii i łączy jej końce prowadzący i ciągnięty, które są doprowadzone do kontaktu poniżej zestawu przez pręt owijający; - dołączanie lub nie, uchwytu do zestawu. [0018] Temperatura w piecu powodującym termoskurcz jest w zakresie generalnie od 170 do 230 o C, ze skurczem wzdłużnym pod wpływem ciepła wynoszącym około 1- % i skurczem w kierunku poprzecznym około 70%. W przypadku nowej folii, temperatura pieca jest zwykle obniżana o -30 o C, przy czym skurcz w kierunku wzdłużnym spada do około %, a skurcz w kierunku poprzecznym rośnie do 80 %. [0019] Folię według wynalazku wytwarza się sposobem współwytłaczania rozdmuchowego, w którym jak wiadomo, materiał polimerowy przeznaczony do współwytłaczania, który dopływa z wielu wytłaczarek, wchodzi w postaci oddzielnych strumieni do głowicy wytłaczarki, która jest wyposażona w pierścieniową płytę do wytłaczania, której średnica jest dopasowana do folii, jaką zamierza się wytwarzać. Głowica jest przeznaczona do rozprowadzania różnych strumieni i laminowania ich w płycie do wytłaczania. [00] Głowica jest głowicą typu z trzema oddzielnymi kopułami, wyposażonymi w promieniowe otwory ułożone w postaci helikalnej spirali, w której oddzielne strumienie, które wchodzą z kanałów dochodzących z wytłaczarek, są równomiernie rozprowadzane, wchodząc do otworów spiralnych kanałów; polimer wypełnia kanały i jest przeciskany promieniście i kołowo, rozchodząc się jednorodnie na obwodzie. 2

4 [0021] Warstwy spotykają się następnie u podstawy płyty wytłaczającej, z której są wytłaczane w postaci rurowej. [0022] Do chłodzenia elementu rurowego na wyjściu z płyty do wytłaczania stosowane jest zimne powietrze. [0023] Korzystnie, w celu uzyskania wyższej wydajności instalacji, wewnętrzna powierzchnia elementu rurowego jest także chłodzona i z wnętrza pęcherza wyciągane jest gorące powietrze. [0024] Intensywność chłodzenia jest dobrana odpowiednio do szybkości liniowej wytłaczanego elementu, temperatury wytłaczania, grubości folii i odległości między głowicą wytłaczającą i rolkami ciągnącymi. [002] Materiał, który wychodzi z płyty do wytłaczania, jest doprowadzany do wybranych wymiarów przez wprowadzanie powietrza. [0026] Element rurowy jest odciągany do góry przez zespół do rozciągania, złożony z dwóch cylindrów, jednego wykonanego ze stali i jednego obłożonego gumą, które określają ostateczną grubość folii za pomocą wielkości szybkości ciągnienia. [0027] Odległość między płytą do wytłaczania i zespołem do rozciągania jest tak ustalona, że element rurowy, spłaszczany i rozciągany przez rolki ciągnące, utrzymuje resztkową temperaturę nie wyższą niż około 4 o C; przeprowadza się to w celu uniknięcia sklejania się ścianek wewnętrznych elementu rurowego lub następującego dalej pakowania zwoju folii zwiniętej na szpuli. [0028] Po rozciąganiu, materiał jest prowadzony za pomocą rolek do stacji owijania, umieszczany na podstawowym poziomie, gdzie element rurowy jako taki, lub prosta folia otrzymywana przez cięcie elementu rurowego jest umieszczana na szpuli. [0029] Folia ma dużą wytrzymałość mechaniczną, która niespodziewanie jest nawet lepsza niż dla grubszej folii trójwarstwowej otrzymywanej z tych samych mieszanin. [0030] Inaczej niż dla folii, w których warstwa środkowa jest podobna do warstwy środkowej folii według wynalazku (warstwy zewnętrzne są jednak inne), nowa folia nie jest obarczona problemami obserwowanymi dla znanych folii podczas etapu obkurczania lub innymi problemami. [0031] Następujący dalej przykład jest podany na zasadzie nieograniczającej ilustracji niniejszego wynalazku. PRZYKŁAD [0032] Trójwarstwowa folia o grubości 60, 0, 40 i 3 µm, w której nawzajem identyczne warstwy zewnętrzne A i C i warstwa środkowa B są otrzymywane z mieszanin, które mają skład wskazany poniżej, podawanych do jednoślimakowych wytłaczarek o zmiennym skoku A, B i C, jest wytwarzana przez stosowanie technologii współwytłaczania z rozdmuchem, przy pracy w warunkach pokazanych w Tabeli 1. W Tabeli 2 wymieniono własności mechaniczne uzyskanej folii. Mieszaniny, które tworzą warstwy A i C (% wagowy składników) (każda warstwa stanowi 27, % całkowitej grubości) [0033] LDPE 91,6 % (MFI 0,3 g/ minut, d=0,928 g/cm 3 ) LLDPE Basell 2 GFA % (MFI 0,7 g/ minut, d=0,92 g/cm 3 ) Środek antystatyczny Ampacet 02 1,4 % Środek antyblokingowy Ampacet 2 1,0 % Środek ułatwiający przetwórstwo Ampacet 2232PA 1,0% 3

5 Mieszaniny tworzące warstwę B (% wagowy) (4 % całkowitej grubości) [0034] LLDPE Borstar FB23 (Borealis) MFI 0,2/ minut, d=0,2, d=0,931 g/cm 3 99,2 % Dodatek smarny Ampacet 090 0,8 % Tabela 1 Parametry przetwórstwa Średnia grubość folii (µm) Średnica płyty do wytłaczania mm Szczelina płyty do wytłaczania mm 1,2 1,2 1,2 1,2 Surowa taśma produkcyjna mm Szybkość rozciągania m/minutę 28,8 37, 40,9 46,7 Produktywność kg/h Naprężenie kalandra owijającego kg 14,0 16,0 16,0 16,0 Naprężenie jednostki owijającej kg,0 7, 7, 7, Obroty ślimaka zasilającego rpm Warstwa A Warstwa B Warstwa C Temperatura topnienia Warstwa A Warstwa B Warstwa C Temperatura cylindra Wytłaczarka A Wytłaczarka B Wytłaczarka C Temperatura głowicy Temperatura pierścienia chłodzącego Temperatura wkładki IBC* Temperatura odciągania IBC o C o C *IBC = chłodzenie wewnętrzne pęcherza; rpm = obroty na minutę 119,3 92,8 90,9 91,4 36,3 38,7 38,9 38,1 122,3 77,2 76,9 76, /2 /2 /2 /2 190/21 21/230 21/230 21/230 18/2 /2 /2 /2 o C 2/211 2/212 2/212 2/212 o C o C o C [003] Folia o grubości 60 nie µm jest folią według wynalazku Tabela 2 Własności mechaniczne Jednostka Średnia grubość folii (µm) Granica plastyczności podłużnej MPa Granica plastyczności poprzecznej MPa Graniczna wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż MPa Graniczna wytrzymałość na rozciąganie przy rozerwaniu MPa w poprzek 4

6 Wydłużenie przy zerwaniu wzdłuż % Wydłużenie przy zerwaniu w poprzek % Moduł sprężystości podłużnej N/mm Moduł sprężystości poprzecznej N/mm Zastrzeżenia patentowe 1. Termokurczliwa trójwarstwowa folia polietylenowa do stosowania w pakowaniu zestawów pojemników z napojami lub innymi cieczami, mająca grubość mniejszą niż 0 µm i poniżej do 3 µm, w której warstwa środkowa zawiera bimodalny liniowy polietylen o małej gęstości (LLDPE), który ma stosunek wskaźnika szybkości płynięcia (MFI) w 190 o C, 21,6 kg i MFI w 190 o C, kg zawarty w zakresie od do 30 i gęstość 0,9-0,93 g/cm 3 i w której zewnętrzne warstwy folii, które przylegają do warstwy środkowej, są utworzone przez polietylen o małej gęstości (LDPE) o gęstości 0,9-0,930 g/cm 3 i MFI (190 o C, 2,16 kg) od 0,2 do 0, g/ minut z dodatkiem 3-% wagowych LLDPE o gęstości 0,9-0,930 g/cm 3 i MFI (190 o C, 2,16 kg) od 0,3 do 0,8 g/ minut. 2. Folia według zastrzeżenia 1, w której stosunek między wartościami MFI bimodalnego LLDPE wynosi 22-2 i MFI (190 o C, 2,16 kg) bimodalnego LLDPE wynosi 0,2 g/ minut. 3. Folia według zastrzeżenia 1, w której MFI LLDPE wynosi 0,7-0,7 g/ minut. 4. Folia według każdego z zastrzeżeń 1 do 3, mająca grubość od 4 do 3 µm.. Termokurczliwa trójwarstwowa folia polietylenowa według każdego z zastrzeżeń 1 do 4, w której graniczna wytrzymałość na rozciąganie w kierunku wzdłużnym wynosi MPa, moduł sprężystości podłużnej wynosi N/mm 2 i moduł sprężystości poprzecznej wynosi -60 N/mm Zastosowanie folii według każdego z zastrzeżeń 1 do w pakowaniu zestawu butelek napojów ważącego od 4, do 14, kg. 7. Zestaw napojów ważący od 4, do 14, kg, w którym folia do pakowania jest folią według każdego z zastrzeżeń 1 do.

7 ODNIESIENIA CYTOWANE W OPISIE Lista odnośników cytowanych przez zgłaszającego ma jedynie służyć wygodzie czytelnika. Nie stanowi ona części europejskiego dokumentu patentowego. Mimo że wyboru odnośników dokonano z wielką starannością, nie można wykluczyć błędów lub przeoczeń, a EUP nie bierze żadnej odpowiedzialności w tym względzie. Dokumenty patentowe cytowane w opisie WO A [0008] 6