УПАКОВОЧНАЯ ПЛЕНКА

Заявляемая полезная модель относится к изделиям из полимеров, а именно к многослойным полиолефиновым пленкам. Такие пленки используют в качестве упаковочного материала для различной продукции, например для изготовления транспортных мешков или вкладышей в картонную, деревянную или пластмассовую тару, для упаковки пищевых (холодных, нагретых и замороженных) и промышленных товаров, в том числе таких, которые расфасовывают в горячем состоянии, например, цемента, битума, каучука и др. К указанным пленкам предъявляется требования повышенной прочности при растяжении и высокой эластичности при стойкости к температурным изменениям.
Выпускаемые промышленностью однослойные полиэтиленовые пленки по ГОСТ 10354-82 и пленки полиэтиленовые термоусадочные по ГОСТ 25951-83, производимые из полиэтилена высокого давления (низкой плотности), или его композиций, не отвечают современным требованиям, предъявляемым к упаковочным материалам: их прочность при растяжении составляет 14,7-16,1 МПа, относительное удлинение при разрыве не выше 150-350%.
Улучшению основных показателей способствует производство многослойных пленок, в частности трехслойных.
Трехслойные пленки, изготовленные методами соэкструзии, известны давно (В.К. Крыжановский, М.Л. Кербер и др., Производство изделий из полимерных материалов, СПб, «Профессия», 2004, 214-216), однако расширение областей их применения выдвигает новые требования.
Известен упаковочный многослойный материал для упаковки пищевых продуктов, включающий наружный полиолефиновый слой, внутренний термосвариваемый полиолефиновый слой и барьерный, непроницаемый для кислорода слой [RU 2487065, МПК B65D 5/40, 2012]. Указанный материал может успешно применяться для упаковки скоропортящихся товаров, однако способ его изготовления сложен и продолжителен, вследствие чего материал этот слишком дорог в производстве, и область применения его ограничена.
Ряд фирм выпускает соэкструзионные упаковочные пленки с повышенными (по сравнению с ГОСТом) прочностью и относительным удлинением (эластичностью), например, пленки, изготовленные по ТУ 2245-001-53915627-2005, имеют эти показатели в диапазоне 30-33 МПа и 500-650% соответственно.
Области их применения различны: упаковка молока и молочных продуктов, товаров бытовой химии, грунта, удобрений, для формирования штучной продукции в групповой упаковке, для пакетирования грузов и др. Однако указанные пленки не сохраняют прочностные показатели при упаковке горячих материалов с температурой выше 110°С.
3
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой пленке является полиолефиновая пленка, включающая, по меньшей мере, два внешних слоя и, по меньшей мере, один внутренний слой, расположенный между внешними слоями [RU 2490134, МПК В32В 27/32, 2013]. Внешние слои выполнены из линейного сополимера этилена и α-олефина, а внутренний слой - из полиэтилена с плотностью не менее 0,910 г/см.
Пленки получены соэкструзией с раздувом и имеют достаточно высокую прочность при растяжении. Пленка может применяться для упаковки грузов, в т.ч. с острыми углами, но не может быть подвержена температурным воздействиям выше 110°С.
Результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в улучшении эксплуатационных свойств трехслойных пленок, а именно в повышении термостойкости пленок до величин 135-180°С при сохранении их прочности в пределах 32-45 МПа и эластичности в пределах 500-700%.
Указанный результат достигается тем, что у упаковочной пленки, включающей два наружных слоя на основе полиэтилена и один внутренний слой, выполненный из полимерной смеси на основе полиэтилена, отношение толщины каждого наружного слоя к толщине внутреннего слоя поддерживается в пределах 20-35% к 40-60% при общей толщине пленки 20-250 мкм.
Слои пленки могут быть выполнены из:
3
3
- полиэтилена низкой плотности (ПВД) с плотностью 0.920 г/см, например марки ПВД 15303-003 или ПВД марки FA 3220 с плотностью 0.922 г/см (фирма Borealis) и др., или
3
- эластомера на основе пропилена Vistamaxx 6102 с плотностью 0.862 г/см, или
3
- сополимера этилена с винилацетатом Nexxstar EVA 00111 с плотностью 0.947 г/см, или
3
3
3
3
- линейного полиэтилена (LL) Lotrene Q 1018 S с плотностью 0.918 г/см(фирмы Qatofin), Inno Plus 741 OA с плотностью 0.918 г/см, Westlake LF 1020 АА с плотностью 0.918 г/см, LL-118 с плотностью 0.916 г/см (фирма Braskem), или
3
3
3
3
3
- металлоценовлгл линейного полиэтилена (mLL), например полиэтилена Enable mLLDPE 35-05СН с плотностью 0.935 г/см, Exceed mLLDPE 2018 СА с плотностью 0.918 г/см фирмы Exxon Mobil, США, Daelin ХР 9200 с плотностью 0.918 г/см (Южная Корея), Elite 5100G с плотностью 0.920 г/см (фирма Dow Plastics), сополимера этилена с гексеном Enable mPE 35-05СН с плотностью 0,935 г/см той же фирмы и др., или
3
3
- полиэтилена высокой плотности (низкого давления), например ПНД 293-285Д с плотностью 0.945-0.949 г/см (ТУ 2243-127-00203335-2000), или HDPE HYF 800 фирмы Exxon Mobil с плотностью 0.961 г/см, и др., или
3
3
- полипропилена типа Random (ПП) РР R 7050-02N с плотностью 0.900 г/смфирмы Braskem, Clyrell RC 124 H с плотностью 0.900 г/см фирма Iyondebasell, и др.
Пленка может быть окрашена. В качестве красящих веществ могут быть использованы суперконцентраты пигментов, в частности белый ПФ 1010/07, представляющий собой 70% дисперсию диоксида титана в полимерном связующем -линейном полиэтилене, или черный ПФ 1910/05, представляющий собой 40 % дисперсию сажи в том же полимерном связующем, выпускаемые по ТУ 2243-001-23124265-2000.
Пленки могут также содержать антистатики, например, марки ПФ 0021/12 ПЭ, то есть концентрат, включающий 15% глицерилмоностеарата или этоксилированного амина в полимерном связующем, стабилизаторы световой деструкции, например, марки ПФ 00111/20, представляющий собой 20%-ный концентрат стерически затрудненного амина в полимерном связующем, а также вещества, противодействующие слипанию пленок в рулонах, например, 6%-ный концентрат синтетического диоксида кремния в полиэтилене марки ПФ 0015/01-ПЭ. Указанные продукты производятся по ТУ 2243-001-23124265-2000.
Был изготовлен ряд трехслойных пленок, с соответствующими толщинами и соотношениями толщин слоев:
1. Пленка толщиной 20 мкм с распределением толщин слоев 30/45/25% была изготовлена из следующих компонентов:
- наружный слой, составляющий 30% толщины, состоял из смеси 85% полиэтилена низкой плотности марки ПВД 15303-003 и 15% металлоценового полиэтилена марки Elite 5100G;
- внутренний слой (45% толщины) состоял из смеси 80% полиэтилена марки ПВД 15303-003 и 20% полипропилена марки Random РР R 7050 N;
- наружный слой (25% толщины) состоял из смеси 80% ПВД 15303-003 и 20% Enable mPE 35-05СН.
2. Пленка толщиной 50 мкм с распределением толщин слоев 25/50/25% изготовлена из следующих компонентов:
- наружный слой (25% толщины) состоял из 65% полиэтилена марки ПВД 15303-003, 20% полиэтилена марки ПНД 293-285 Д и 15% металлоценового полиэтилена марки ХР 9200;
- внутренний слой (50% толщины) состоял из 40% ПВД 15303-003, 35% ПНД 293-285 Д и 25% полипропилена марки Random РР R 7050 N;
- второй наружный слой (25% толщины) имел такой же состав, как и первый.
3. Пленка толщиной 70 мкм с распределением толщин слоев 20/45/35% была изготовлена из следующих компонентов:
- наружный слой, составляющий 20% толщины, состоял из смеси 80% линейного полиэтилена марки ПЭ 7410 А и 20% металлоценового полиэтилена марки Exceed 1018 С А;
- внутренний слой (45% толщины) состоял из смеси 50% полиэтилена марки ПВД РЕ FA 3220 и 50% полиэтилена марки ПНД 293-285 Д;
- наружный слой (35% толщины) состоял из смеси 90% ПНД 293-285 Д и 10% полиэтилена марки Lotrene Q 1018S.
4. Пленка толщиной 110 мкм с распределением толщин слоев 30/40/30% была изготовлена из следующих компонентов:
- наружный слой, составляющий 30% толщины, состоял из смеси 50% полиэтилена марки ПНД 293-285 Д, 20% металлоценового полиэтилена марки Elite 5100G и 30% полипропилена марки Random PPR 7050 N;
- внутренний слой (40% толщины) состоял из смеси 60% полиэтилена марки ПВД 15303-003 и 40% полипропилена марки Random РР R7050 N;
- наружный слой (30% толщины) такой же, как и первый наружный слой.
5. Пленка толщиной 250 мкм с распределением толщин слоев 20/60/20% была изготовлена из следующих компонентов:
- наружный слой, составляющий 20% толщины, состоял из 100% металлоценового полиэтилена марки ПЭ 2018 С А;
- внутренний слой (60% толщины) состоял из смеси 60% полукристаллического эластомерного сополимера пропилена с этиленом марки Vistamaxx 6102 (фирмы ExxonMobil Chem., США), и 40% сополимера этилена с винилацетатом марки Nexxstar 00111 той же фирмы;
- второй наружный слой (20% толщины) такой же, как и первый.
Физико-механические показатели полученных трехслойных пленок представлены в таблице:
Толщина, соотношение слоев и физико-механические показатели трехслойных пленок
Как видно из таблицы, заявляемая пленка имеет высокую прочность и эластичность (относительное удлинение) при стойкости к температурным изменениям, а именно при термостойкости выше 110°С и одновременной морозостойкости. Эти физико-механические показатели заявляемой упаковочной пленки позволяют успешно использовать ее для упаковки различных товаров и изделий от замороженных пищевых продуктов до горячего битума или цемента.