DE60102499T2

DE60102499T2 - Spannwickelfilm

Info

Publication number: DE60102499T2
Application number: DE60102499T
Authority: DE
Inventors: Patrick Gennesson
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: MXPA01001434A; US7052641B2; AR027330A1; BR0100227A; CA2334401A1; DE60102499D1; US20050077652A1; CA2334401C; US6616883B2; ATE263014T1; US20020017740A1

Description

Spannwickelfolien werden häufig beim Verpacken verwendet, um getrennte Einheiten zusammenzupacken, um eine einheitliche Verpackung zu bilden, und werden auch häufig verwendet, um eine Packung z. B. an einer Palette zu befestigen. Eine Spannwickelfolie kann auch als eine Umhüllung verwendet werden, um eine Ware bei der Handhabung und beim Transport vor der Umgebung zu schützen.
Eine Spannumhüllung kann durch eine automatische oder eine halbautomatische Maschine angebracht werden, welche Streckrollen enthält, um die Folie vorzustrecken, bevor sie um eine Packung gewickelt wird. Alternativ kann die Spannumhüllung manuell angebracht werden, indem die Folie von einer Rolle angebracht wird, welche auf einer einfachen von Hand gehaltenen Spindel gehalten wird. Die vorliegende Erfindung hat eine besondere Anwendung bei diese letzteren Kategorie von Spannwickelmaterial und auch bei Folie zur Verwendung bei Maschinen, bei welchen die Menge des Streckens vor dem Wickeln niedrig oder gleich Null ist.
Die EP-A-0 531 021 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannwickelfolie, bei welchem die Folie bei Umgebungstemperaturen „kalt gestreckt" wird, um dadurch die Folie plastisch und elastisch zu strecken, um sie kalt auszurichten. Die kalt ausgerichtete Folie lässt man dann entspannen, um im wesentlichen ihre elastische Deformation wieder herzustellen, bevor sie zu einer Rolle geformt wird. Diese Anordnung liefert eine Folienumhüllung, welche im wesentlichen so ökonomisch ist, und ökonomischer bei der Folienverwendung sein kann, wenn sie durch eine Handwickelvorrichtung angebracht wird, wie es andere Spannwickelfolien sind, wenn sie durch automatische und halbautomatische Maschinen einschließlich energiebetriebener Vorspannvorrichtungen angewendet werden. Das in dieser Patentbeschreibung beschriebene Verfahren war kommerziell erfolgreich, aber in der Praxis war es nicht möglich, beständig ein hohes Streckverhältnis wie 1 : 4 zu erreichen, welches in der Patentbeschreibung vorgeschlagen wurde, ohne Schwierigkeiten aufgrund eines Folienrisses zu erfahren.
Die PCT-Anmeldung WO 99/65775 offenbart ein Spannwickelsystem für Kunststoffspannwickelfolien, insbesondere lineares Niederdruck-Polyethylen (LLDPE). Dieses Verfahren ist jedoch ein Kaltstreckverfahren. Die US 3 076 232 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer gestreckten Kunststofffolie, welches den Schritt enthält, eine gegossene oder geblasene Folie aus Polyethylen bei einer Temperatur zwischen 50°C und 100°C zu nehmen, sie in zwei aufeinander folgenden Streckschritten zu strecken, wobei der erste Schritt ein höheres Streckverhältnis hat als das des zweiten Schritts, um eine plastische und elastische Deformation der Folie zu bewirken, Entspannen der gestreckten Folie, im wesentlichen um die ganze elastische Deformation freizusetzen, und Wickeln der im wesentlichen entspannten Folie zu Rollen. Dieses Verfahren ist zum Strecken von Polyethylen und ist so ausgelegt, dass es eine dimensionale Instabilität nach dem Strecken verhindert. Die verwendeten Streckverhältnisse würden keine einheitlich gestreckte Folie ergeben mit den in dieser Beschreibung beschriebenen Eigenschaften.
Gemäß dieser Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannfolie die Schritte des Aufnehmens einer gegossenen oder geblasenen Folie bei einer Temperatur zwischen 50°C und 100°C, Strecken der Folie in zwei aufeinander folgenden Streckschritten, wobei der erste Schritt ein Streckverhältnis hat, welches höher ist als das des zweiten Schrittes, um eine plastische und elastische Deformation der Folie zu bewirken, Entspannen der gestreckten Folie im wesentlichen um die ganze elastische Deformation freizusetzen, und Wickeln der im wesentlichen entspannten Folie auf Rollen, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckverhältnis des ersten Streckschrittes im Bereich von 1 : 1,85 bis 1 : 1,95 liegt, das Streckverhältnis des zweiten Streckschrittes im Bereich von 1 : 1,70 bis 1 : 1,80 liegt und die Spannfolie lineares Niederdruck-Polyethylen (LLDPE) ist.
Das Strecken wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 75°C und 90°C durchgeführt.
Indem man eine Folie in dem oben angegebenen Temperaturbereich hatte und sie in zwei aufeinander folgenden Stufen streckte, wurde herausgefunden, dass es möglich ist, beständiger eine vorgestreckte Folie zu erzeugen. Die Folie hat auch Vorteile, indem sie ein klareres, weniger undurchsichtiges Aussehen hat.
Vorzugsweise während des Entspannungsschrittes gibt es ein Reduktionsverhältnis von im wesentlichen 1 : 0,85 zwischen der Geschwindigkeit der Folie während des zweiten Streckrollschrittes und der Geschwindigkeit der Folie während des Aufwickelns.
Die Temperatur der Spannfolie beträgt vorzugsweise im wesentlichen 80°C während der Streckschritte. Die Kunststofffolie kann auf dieser Temperatur sein beim Ausführen der Streckschritte an einer geeigneten Position stromabwärts einer Guss- oder Blas-Extrudierfertigungslinie, so dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb des Folienherstellung ausgeführt wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird jedoch vorzugsweise außerhalb des Grundfolienherstellungsverfahrens ausgeführt, und in diesem Fall wird die Folie vorzugsweise wiedererhitzt, zum Beispiel indem sie unmittelbar vor den Streckschritten über eine oder mehrere erhitzte Rollen geleitet wird.
Das Kunststoffmaterial für die Spannfolie der vorliegenden Erfindung enthält lineares Niederdruck-Polyethylen (LLDPE, lineares Polyethylen niederer Dichte, linear low density polyethylene). Dieses Material ist ein Copolymer von Ethylen mit einem, C₄- bis C₈-Olefin, zum Beispiel Buten-1,3-methylbuten-1, Hexen-1, 3-Methylpenten-1, 4-Methylpenten-1, 3-Methylhexen-1, Octen-1, Decen-1 oder eine Mischung davon. Das alpha-Olefin ist gewöhnlich in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent des Copolymers vorhanden. Ein typisches Herstellungsverfahren für dessen Bildung ist in der US-A-4 076 698 und 4 205 021 offenbart. Das bevorzugte LLDPE hat eine Dichte im Bereich von 0,900 bis 0,940 g/cm³. Dieses Material hat vorzugsweise einen Schmelzindex von 1 bis 6. Eine Mehrschichtfolie ist auch geeignet, wie z. B. eine Mehrschichtfolie mit einer dreischichtigen A-B-C-Struktur, wobei die A-Schicht LVLDPE enthält, die B-Schicht metallorganisches LLDPE und die C-Schicht enthält LMDPE.
Ein besonderes Beispiel eines Verfahrens gemäß dieser Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, welche eine schematische Darstellung des Verfahrens ist.
Eine Kunststoffspannfolie aus 17, 20 oder 23 μm dickem Material bestehend aus 100% LLDPE, verkauft unter der Handelsbeschreibung 17, 20 oder 23 UP 050 von Mima Films s.c.a in 148 Route d'Arlon, L-8010 Strassen, Luxemburg, wird von einer Zufuhrrolle 1 durch einen Spalt, welcher zwischen einer ersten Heizrolle 2 und einer Leerlaufrolle 3 gebildet ist, abgenommen. Die Folie verläuft dann um die Oberseite der Heizrolle 2, um die Unterseite einer Heizrolle 4 und um die Oberseite einer Heizrolle 5. Alle drei Heizrollen 2, 4 und 5 sind mit einer rezirkulierenden Ölversorgung, welche auf 80°C erhitzt ist, versehen. Die Heizrollen 4 und 5 sind in entgegengesetzten Richtungen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 65 Meter pro Minute angetrieben. Die Heizrolle 2 ist nicht angetrieben. Wie die Folie über die Heizrollen 2, 4 und 5 läuft, wird sie auf eine Temperatur von 80°C erhitzt. Die Heizrollen sind aus einem Material gebildet, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Chromrollen haben sich als besonders wirkungsvoll herausgestellt.
Die erhitzte Folie verläuft dann unter einer ersten mit Gummi überzogenen Streckrolle 6, welche eine Umfangsgeschwindigkeit von 66 Meter pro Minute hat. Eine zweite mit Gummi überzogene Streckrolle 7 ist sehr nahe bei der Streckrolle 6 angeordnet, 1 mm oder weniger, und wird in der zur ersten Streckrolle 6 entgegengesetzten Richtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 126 Meter pro Minute angetrieben. Dies streckt die Folie mit einem Streckverhältnis von 1 : 1,91 oder 91% Streckung. Eine dritte Streckrolle 8, welche wiederum physisch dicht bei der Streckrolle 7 mit einem Abstand von 1 mm oder weniger angeordnet ist, wird in der gleichen Richtung wie die erste Streckrolle 6 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 217 Meter pro Minute angetrieben. Dies streckt die Folie mit einem weiteren Streckverhältnis von 1 : 1,72 oder 72% Streckung. Eine Leerlaufrolle 9 erzeugt einen Spalt mit der dritten Streckrolle 8, um ein Gleiten der Kunststofffolie zu verhindern. Wie die Folie zwischen den Streckrollen 6 und 7 und den Streckrollen 7 und 8 verläuft, wird sie in zwei Stufen mit einem Gesamtstreckverhältnis von 1 : 3,3 oder einer Streckung von 230% gestreckt. Die enge Nähe der Streckrollen 6 und 7 und 7 und 8 verhindern ein wesentliches halsartiges Zusammenziehen des Kunststofffolienmaterials während seiner Streckung.
Die Folie, welche den Spalt zwischen der dritten Streckrolle 8 und der Leerlaufrolle 9 verlässt, läuft dann über eine dritte Leerlaufrolle 10, bevor sie um die Oberfläche einer polierten Rolle 11 herum verläuft, welche eine Umfangsfläche hat, welche sich in der entgegengesetzten Richtung zur Bewegungsrichtung der Folie bewegt, bevor sie auf einen Kern gewickelt wird, um eine Ausgangsrolle 12 zu liefern, welche angetrieben wird, indem sie gegen die Oberfläche der Rolle 11 gedrückt wird. Die Rolle 11 hat eine Umfangsgeschwindigkeit von 185 Meter pro Minute, und daher gibt es ein Unterschiedsverhältnis von 1 : 0,85 zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der dritten Streckrolle 8 und der der Aufwickelrolle 12, welches ausreichend ist, um eine wesentliche Entspannung der Folie zu erlauben, bevor sie aufgewickelt wird. Daher wird die Kunststofffolie von der Zufuhrrolle 1 einer Gesamtstreckung von 1 : 3,3 unterworfen, gefolgt von einer Entspannung von 1 : 0,85, was zu einem Gesamtstreckverhältnis von 1 : 2,85 führt. Die typische Dicke des gestreckten Ausgangsmaterials ist 6,8, 8 oder 9 μm.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannfolie enthaltend die Schritte des Aufnehmens einer gegossenen oder geblasenen Folie bei einer Temperatur zwischen 50°C und 100°C, Strecken der Folie in zwei aufeinander folgenden Streckschritten, wobei der erste Schritt ein Streckverhältnis hat, welches höher ist als das des zweiten Schrittes, um eine plastische und elastische Deformation der Folie zu bewirken, Entspannen der gestreckten Folie im wesentlichen um die ganze elastische Deformation freizusetzen, und Wickeln der im wesentlichen entspannten Folie auf Rollen, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckverhältnis des ersten Streckschrittes im Bereich von 1 : 1,85 bis 1 : 1,95 liegt, das Streckverhältnis des zweiten Streckschrittes im Bereich von 1 : 1,70 bis 1 : 1,80 liegt, und das Kunststoffmaterial der Spannfolie lineares Niederdruck-Polyethylen (LLDPE) enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannfolie nach Anspruch 1, wobei das Strecken bei einer Temperatur zwischen 75°C und 90°C durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannfolie nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es während des Entspannungsschrittes ein Reduktionsverhältnis von im wesentlichen 1 : 0,85 zwischen der Geschwindigkeit der Folie während des zweiten Streckrollschrittes und der Geschwindigkeit der Folie während des Aufwickelns gibt.
Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannfolie nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur der Spannfolie während den Streckschritten im wesentlichen 80°C beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffspannfolie nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie wiedererhitzt wird indem sie unmittelbar vor den Streckschritten über eine oder mehrere erhitzte Rollen geleitet wird.