PL240951B1 - Folia wielowarstwowa do zabezpieczania powierzchni i sposób wytwarzania folii wielowarstwowej do zabezpieczania powierzchni - Google Patents

Description

PL 240 951 B1

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy folii wielowarstwowej stosowanej do zabezpieczania powierzchni oraz sposobu wytwarzania folii wielowarstwowej do zabezpieczania powierzchni.

Folie do tymczasowego zabezpieczania powierzchni są szeroko stosowane zarówno w przypadku zabezpieczania przedmiotów poddawanych procesom produkcyjnym w przemyśle, jak i dóbr konsumpcyjnych w końcowej postaci. Zabezpieczają one powierzchnie przedmiotów przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz zabrudzeniami szczególnie w procesie produkcyjnym oraz w trak cie transportu. Są to między innymi folie zabezpieczające półprodukty, takie jak powierzchnie metalowe z powłoką lub bez (różnego rodzaju blachy, profile), powierzchnie tworzywowe (płyty polimetakrylanu metylu, poliwęglanu, profile plastikowe), powierzchnie szklane (szyby, lustra) oraz gotowe wyroby, takie jak sprzęt AGD, karoserie i wnętrza samochodów, sprzęt elektroniczny itp.

Folie te muszą się cechować dobrą ochroną powierzchni przed czynnikami mechanicznymi oraz łatwością ich usuwania. Odpowiednią ochronę powierzchni można uzyskać, stosując folię o odpowiedniej grubości wykonaną z odpowiedniego materiału, jednak w tym przypadku większy stopień ochrony wiąże się głównie z koniecznością stosowania folii o zwiększonej grubości lub z zastosowaniem lepszych materiałów, co powoduje wzrost kosztów produkcji. Łatwość usuwania folii z zabezpieczanego produktu jest również istotnym parametrem i niezbędny jest odpowiedni balans pomiędzy tym, że folię daje się łatwo usunąć, a równocześnie musi ona przywierać do powierzchni na tyle mocno, że nie jest w stanie łatwo odkleić się w trakcie przewidzianego czasu ochrony. Na delaminację wpływ ma siła adhezji powodowana przez warstwę adhezyjną, jak i wytrzymałość mechaniczna samej folii. Gdy siła adhezji jest zbyt duża, folia może ulegać rozerwaniu oraz fragmentacji w trakcie zdejmowania z powierzchni, co utrudnia w znaczący sposób jej usuwanie. Aby temu zapobiec dąży się do zwiększenia wytrzymałości mechanicznej folii, a zwłaszcza jej wytrzymałości na rozerwanie bez zwiększania grubości oraz bez konieczności wykorzystywania lepszych surowców, które podrażają cenę produktu.

Znane są rozwiązania, w których bloki cienkich warstw wykorzystuje się do poprawy właściwości folii. Jednym z nich jest folia termokurczliwa z opisu amerykańskiego patentu numer US8080310(B2), w której występuje co najmniej jedna warstwa objętościowa oraz co najmniej jedna sekcja mikrowarstw. Tak skonstruowana folia wykazuje lepsze właściwości termokurczliwe w stosunku do tradycyjnych folii termokurczliwych.

W innym opisie patentowym numer US 8129031 (B2), blok cienkich warstw o grubości pojedynczej warstwy 0,01-10 mikronów wykorzystywany jest do poprawy właściwości folii w warunkach sterylizacji za pomocą autoklawów. Wykorzystuje się w tym przypadku dwa odmienne surowce występujące naprzemiennie w warstwach, z których jeden jest odporny na temperaturę natomiast drugi jest elastyczny. Naprzemiennie występujących warstw może być od 10 do nawet 2000 w strukturze folii. Warstwy mogą być wykonane z elastomerów polipropylenowych, polietylenów o niskiej lub ultraniskiej gęstości, kopolimerów etylenu z kwasem karboksylowym lub estrem kwasu karboksylowego albo kombinacji powyższych składników.

W innym amerykańskim opisie patentowym nr US8097346(B2) folia stanowi strukturę złożoną z naprzemiennych mikrowarstw, z których część zawiera polimer odporny termicznie natomiast pozostałe zawierają polimer barierowy i wykorzystywana jest jako folia barierowa do sterylizacji w podwyższonej temperaturze. Warstwa odporna termicznie może zawierać homopolimery lub kopolimery polipropylenu, polietyleny o wysokiej gęstości, olefinowe polimery cykliczne, polipropyleny lub polietyleny o wysokiej gęstości modyfikowane bezwodnikiem maleinowym albo kombinację powyższych.

Warstwę adhezyjną folii do tymczasowego zabezpieczania powierzchni najczęściej nanosi się za pomocą powlekania (US 5895714 A) lub w procesie koekstruzji (EP1767341).

Znane są również folie opakowaniowe o wielowarstwowej strukturze. Przykładowo w zgłoszeniu międzynarodowym opublikowanym pod numerem WO2016153833 opisano wielowarstwową folię polimerową posiadającą warstwę rdzeniową wykonaną z tworzywa ze znacznym udziałem polipropylenów, warstwy pośrednie z przeważającym składem tworzywa polietylenowego oraz warstwy zewnętrzne.

Problem techniczny polega w tym przypadku na zapewnieniu odpowiedniej wytrzymałości folii do zabezpieczania powierzchni, która z racji swojej funkcji musi charakteryzować się właściwościami ochronnymi, przy jednoczesnym zredukowaniu grubości tej folii i (optymalnie) wykorzystaniu powszechnie stosowanych tworzyw do wytwarzania folii wielowarstwowych, w tym przede wszystkim kopolimerów polietylenu i/lub polipropylenu, bez konieczności używania droższych surowców.

PL 240 951 B1

Przedmiotem wynalazku jest folia do zabezpieczania powierzchni o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej, zawierająca 50-99% kopolimerów etylenu, kopolimerów propylenu lub ich mieszaniny i składająca się z warstw wykonanych z tego samego tworzywa albo dwóch rodzajów tworzywa występujących naprzemiennie. Wierzchnią warstwę stanowi warstwa kleista (adhezyjna), natomiast przeciwległą wierzchnią warstwę stanowi warstwa antyadhezyjna pełniąca jednocześnie funkcję warstwy poślizgowej i o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej. Folia charakteryzuje się tym, że co najmniej jedna warstwa stanowi blok 10 do 100 mikrowarstw. Blok ten stanowi od 15% do 80% grubości całej folii. Grubość mikrowarstw wynosi od 0,05 - 1,00 pm. Mikrowarstwy mogą się składać z tego samego tworzywa lub dwóch różnych tworzyw na przemian ułożonych w strukturze folii, a tworzywem jest jeden z następujących surowców: polietylen wysokiej gęstości (HDPE), polietylen niskiej gęstości (LDPE), liniowy polietylen niskiej gęstości (LLDPE), polietylen o ultra niskiej gęstości (ULDPE), polipropylen (PP), poliamid (PA) lub kopolimery, w tym kopolimery blokowe, lub mieszaniny tych surowców.

Jedna z zewnętrznych warstw folii stanowi warstwę adhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie elastomery termoplastyczne, elastomery sieciowane promieniowaniem UV lub elastomery nanoszone z dyspersji wodnych, natomiast przeciwległa zewnętrzna warstwa folii stanowi warstwę antyadhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie polimery termoplastyczne z grupy poliolefin, poliestrów lub poliamidów.

Korzystnie w folii występują dwa bloki mikrowarstw rozdzielone co najmniej jedną warstwą pośrednią o grubości 1-50 μm.

Zewnętrzna warstwa adhezyjna (kleista) zawiera jeden z elastomerów termoplastycznych, takich jak kopolimery akrylowe, kopolimery polipropylenowe, kopolimery etylenowo winylowe (EVA), kopolimery blokowe styrenu i izoprenu (SIS) także uwodornione (SEPS), kopolimery styrenu i butadienu (SBS) także uwodornione, kopolimery styrenu, etylenu, butylenu i styrenu (SEBS), kopolimery styrenu, etylenu i propylenu (SEP), kopolimery cykloalifatyczne lub mieszaniny tych elastomerów, lub elastomery nakładane w postaci dyspersji wodnych, takie jak elastomery kauczukowe, elastomery akrylowe w tym sieciowane chemicznie lub za pomocą promieniowania ultrafioletowego, lub ich mieszaniny, a także mieszaniny elastomerów z polietylenami lub polipropylenami. Przeciwległa do adhezyjnej warstwa powierzchniowa jest warstwą antyadhezyjną oraz antyzadrapaniową, ułatwiającą odwijanie folii z rolki, a także zmniejszającą ryzyko uszkodzenia folii na chronionej powierzchni i zawiera jeden z polimerów o podwyższonej wytrzymałości na zadrapania lub o zmniejszonym powinowactwie do warstwy adhezyjnej, takie jak HDPE, LDPE, LLDPE, PP, PA, poliestry, a także ich kopolimery, w tym kopolimery blokowe, lub ich mieszaniny lub fluoropochodne substancje zmniejszające tarcie powierzchniowe.

Korzystnie w folii pomiędzy blokiem cienkich warstw a warstwą zewnętrzną występuje co najmniej jedna warstwa pośrednia o grubości 1-30 μm.

Warstwa znajdująca się bezpośrednio pod warstwą adhezyjną może zawierać kopolimery etylenu i octanu winylu (EVA), kopolimery etylenu i akrylanu metylu (EMA), kopolimery etylenu i akrylanu etylu (EEA), kopolimery etylenu i akrylanu butylu (EBA) lub kopolimery zwiększające polarność powierzchni.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania folii do zabezpieczenia powierzchni, w którym folię wytwarza się w postaci wielowarstwowej z mieszaniny polimerów zawierającej od 50-99% kopolimerów etylenu, propylenu lub ich mieszaniny. Sposób wytwarzania charakteryzuje się tym, że strukturę warstw kształtuje się poprzez wytłoczenie z uplastycznionego tworzywa bloku mikrowarstw stanowiącego 15-80% grubości folii, składającego się z 10-100 mikrowarstw o grubości 0,05-1,00 μm. Mikrowarstwy wykonane są z tego samego rodzaju tworzywa albo dwóch rodzajów tworzywa ułożonego naprzemiennie, gdzie tworzywo stanowi polietylen wysokiej gęstości (HDPE), polietylen niskiej gęstości (LDPE), liniowy polietylen niskiej gęstości (LLDPE), polietylen o ultra niskiej gęstości (ULDPE), polipropylen (PP), poliamid (PA) lub kopolimery, w tym kopolimery blokowe lub mieszaniny tych surowców. Powierzchnię bloku pokrywa się zewnętrzną warstwą adhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie elastomery termoplastyczne, elastomery sieciowane promieniowaniem UV lub elastomery nanoszone z dyspersji wodnych, zaś przeciwległą powierzchnię pokrywa się warstwą antyadhezyjną o grubości 1-2 μm zawierającą korzystnie polimery termoplastyczne z grupy poliolefin, poliestrów lub poliamidów.

W korzystnym wariancie opisanego sposobu folię wykonuje się z 2 bloków mikrowarstw, rozdzielonych warstwą rdzeniową, której nadaje się grubość w przedziale 1-50 μm.

Zewnętrzna warstwa adhezyjna może być wytworzona z elastomerów termoplastycznych, takich jak kopolimery akrylowe; kopolimery polipropylenowe; kopolimery etylenowo winylowe (EVA); kopolimery blokowe styrenu i izoprenu (SIS), także uwodornione (SEPS); kopolimery styrenu i butadienu (SBS), także uwodornione; kopolimery styrenu; etylenu; butylenu i styrenu (SEBS); kopolimery styrenu,

PL 240 951 B1 etylenu i propylenu (SEP); kopolimery cykloalifatyczne lub mieszaniny tych elastomerów lub elastomerów nakładanych w postaci dyspersji wodnych, takich jak elastomery kauczukowe, elastomery akrylowe w tym sieciowane chemicznie lub za pomocą promieniowania ultrafioletowego lub ich mieszaniny, a także mieszaniny elastomerów z polietylenami lub polipropylenami.

Korzystnie warstwę antyadhezyjną wytłacza się spośród jednego z polimerów, takich jak HDPE, LDPE, LLDPE, PP, PA, poliestry lub ich kopolimery, w tym kopolimery blokowe lub ich mieszaniny, lub fluoropochodne substancje zmniejszające tarcie powierzchniowe.

W przypadku gdy warstwa kleista (adhezyjna) nanoszona jest w oddzielnym etapie, folia wykonana wstępnie według sposobu opisanego powyżej poddawana jest kolejno procesowi powlekania warstwą kleistą. W tym celu powierzchnię zewnętrzną folii przeciwległą do tej, na której znajduje się warstwa antyadhezyjna, aktywuje się za pomocą wyładowania koronowego, po czym nanosi się na tę powierzchnię substancję kleistą w postaci na przykład akrylowej dyspersji wodnej o temperaturze zeszklenia suchej masy-38°C. Następnie odparowuje się wodę z naniesionej warstwy adhezyjnej w tunelu suszącym, otrzymując ilość kleju wynoszącą 1-20 g/m2. Warstwa adhezyjna preparowana w ten sposób może zawierać elastomery kauczukowe, elastomery akrylowe w tym sieciowane chemicznie lub za pomocą promieniowania ultrafioletowego (UV) lub inne elastomery i ich mieszaniny. Korzystnie, gdy warstwa kleista sieciowana jest w sposób chemiczny i do dyspersji wodnej dodaje się środka sieciującego. W innym wariancie sposobu według wynalazku, warstwa kleista sieciowana może być m.in. za pomocą pro mieniowania UV, gdzie folię po odparowaniu wody poddaje się naświetlaniu za pomocą UV. Alternatywnie, warstwa adhezyjna może być nanoszona poprzez powlekanie w opisany powyżej sposób z użyciem zamiast dyspersji wodnej, roztworu rozpuszczalnikowego substancji kleistej (najczęściej elastomeru).

Ujawniony sposób wytwarzania folii może być realizowany również metodą rozdmuchu (proces blown) polegający na wytłaczaniu cylindrycznego rękawa, który po zestaleniu i krystalizacji folii następnie jest rozcinany, formując płaską wstęgę folii. W tym celu surowce składające się na poszczególne opisane powyżej warstwy ogrzewa się do temperatury 180-260°C i uplastycznia w ekstruderach, a następnie strumienie łączy się w odpowiedniej sekwencji w wielowarstwowej głowicy cylindrycznej, z tą różnicą, że zamiast podłużnej wstęgi formowanej w głowicy szczelinowej (w opisanej wcześniej metodzie cast) formuje się folię za pomocą wielowarstwowej głowicy cylindrycznej w postaci rękawa, który następnie poprzez pompowanie do wewnątrz powietrza poddaje się dwuosiowemu rozciąganiu i jednoczesnemu chłodzeniu, prowadząc do krystalizacji i zestalenia się surowców poszczególnych warstw, przy czym uzyskuje się 1,5-3,5 krotny wzrost średnicy rękawa w stosunku do średnicy ustnika głowicy wytłaczającej rękaw. Chłodzenie przeprowadza się również za pomocą strumieni powietrza na zewnątrz formowanego rękawa. Folię stanowiącą rozciągnięty rękaw po ochłodzeniu składa się i rozcina, a następnie nawija na rolkę. Podobnie jak w przypadku metody cast warstwa klejąca może być otrzymywana w procesie koekstruzji lub poprzez oddzielny proces powlekania. W przypadku koekstruzji warstwy adhezyjnej folię wytwarza się w ten sposób, że wewnętrzna warstwa rękawa stanowi warstwę antyadhezyjną, natomiast zewnętrzna warstwa rękawa stanowi warstwę klejącą. Blok (alternatywnie bloki) cienkich warstw, w sekwencji opisanej powyżej, a także warstwy pośrednie wytłacza się w ten sposób, że znajdują się pomiędzy wewnętrzną warstwą rękawa a zewnętrzną warstwą, stanowiąc strukturę opisaną powyżej.

W przypadku gdy warstwa klejąca nanoszona jest w oddzielnym procesie powlekania, warstwę rękawa, na którą zostanie następnie naniesiona warstwa adhezyjna, korzystnie formuje się z zastosowaniem surowców zawierających analogicznie jak w przypadku metody szczelinowej (cast), kopolimer etylenu i octanu winylu (EVA), kopolimer etylenu i akrylanu metylu (EMA), kopolimer etylenu i akrylanu etylu (EEA), kopolimer etylenu i akrylanu butylu (EBA) lub inne kopolimery zwiększające polarność powierzchni. Następnie folię poddaje się powlekaniu warstwą adhezyjną w sposób opisany powyżej.

Nieoczekiwanie okazało się, że przy takiej strukturze folii zabezpieczającej powierzchnie albo przy wykorzystaniu opisanego powyżej sposobu jej wytwarzania, uzyskuje się produkt charakteryzujący się bardzo dobrą wytrzymałością, zapewniającą wyższy stopień ochrony powierzchni, a także łatwość usuwania folii z zabezpieczanej powierzchni przy zachowaniu odpowiednio wysokiego współczynnika adhezji, przy czym rezultat ten osiągnięto wyłącznie dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu struktury folii, bez konieczności wykorzystywania droższych surowców.

P r z y k ł a d 1

Przykład folii według wynalazku stanowi folia składająca się z 32 warstw, w tym jednej warstwy adhezyjnej. Rdzeń folii składa się z bloku o grubości 15 μm i wykonany jest z 29 naprzemiennie usytu

PL 240 951 B1 owanych mikrowarstw, spośród których 15 mikrowarstw składa się z polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,912 g/cm³ o wskaźniku szybkości płynięcia 0,9 g/10 min (190°C; 2,16 kg), natomiast pozostałe 14 mikrowarstw składa się z 80% kopolimeru propylenu o gęstości 0,89 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 5 g/10 min (230°C, 2,16 kg) zmieszanego z 20% blokowego kopolimeru propylenu z etylenem o zawartości etylenu 16%, gęstości 0,858 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 3 g/10 min (230°C, 2,16 kg). Po zewnętrznych stronach bloku 29 cienkich warstw, znajdują się warstwy o grubości 10 μm każda, składające się z 90% polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,912 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 0,9 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zmieszanego z 10% polietylenu o wskaźniku szybkości płynięcia 0,25 g/10 min (190°C, 2,16 kg) i gęstości 0,940 g/cm³. Folia posiada dodatkowo warstwę adhezyjną o grubości 5 μm wykonaną z kopolimeru etylenu z octanem winylu o zawartości octanu winylu 26% i o wskaźniku szybkości płynięcia 2 g/10 min i gęstości 0,949 g/cm³ (190°C, 2,16 kg). Surowce do wytworzenia folii połączone są w odpowiedniej sekwencji po wstępnym uplastycznieniu w ekstruderach. P r z y k ł a d 2

W kolejnym przykładzie realizacji wynalazku folia składa się 28 warstw, w tym jednej warstwy adhezyjnej nanoszonej w oddzielnym etapie za pomocą powlekania. Struktura folii składa się z rdzenia stanowiącego 2 bloki mikrowarstw, przy czym każdy blok ma grubość 8 μm i ukształtowany jest z 11 naprzemiennych mikrowarstw o następującym składzie: 5 mikrowarstw w każdym z bloków składa się z polietylenu wysokiej gęstości wynoszącej 0,960 g/cm³ o wskaźniku szybkości płynięcia 4 g/10 min (190°C, 2,16 kg), natomiast pozostałe 6 mikrowarstw wykonanych jest z liniowego polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³, o wskaźniku szybkości płynięcia 4,5 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Oba opisane powyżej bloki cienkich warstw oddzielone są od siebie warstwą pośrednią o grubości 5 μm zbudowaną z blokowego kopolimeru propylenu z etylenem o zawartości etylenu 16%, oraz gęstości 0,858 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 3 g/10 min (230°C, 2,16 kg). Jedna z warstw zewnętrznych, stanowi warstwę antyadhezyjną o grubości 5 μm i zbudowana jest z polietylenu o niskiej gęstości o wskaźniku szybkości płynięcia 4,4 g/10 min (190°C, 2,16 kg) i gęstości 0,936 g/cm³. Symetrycznie, po przeciwległej stronie bloków znajduje się warstwa o grubości 5 μm (stanowiąca warstwę, na którą naniesiona jest jeszcze warstwa adhezyjna) składająca się z liniowego polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 4,5 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zmieszanego z 10% kopolimeru etylenu i akrylanu metylu (EMA) o zawartości akrylanu metylu 25% i gęstości 0,94 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 0,5 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Pomiędzy blokami cienkich warstw a opisanymi wyżej: warstwą zewnętrzną antyadhezyjną oraz warstwą, na którą bezpośrednio naniesiona jest warstwa zewnętrzna adhezyjna, występują dwie warstwy pośrednie (po jednej z każdej strony rdzenia) o grubości 3 μm każda. Te warstwy pośrednie składają się z liniowego polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³ oraz o wskaźniku szybkości płynięcia 2,8 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Na warstwę przeciwległą do warstwy antyadhezyjnej naniesiona jest dodatkowo warstwa klejąca o grubości 5 μm składająca się elastomeru akrylowego o temperaturze zeszklenia wynoszącej -38°C.

P r z y k ł a d 3

W kolejnym przykładzie realizacji wynalazku folia wykonana jest według przykładu 2 z tą różnicą, że 6 mikrowarstw w każdym z bloków wykonanych jest z mieszaniny liniowego polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³, o wskaźniku szybkości płynięcia 4,5 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zmieszanego z 50% kopolimeru etylenu i akrylanu metylu o wskaźniku szybkości płynięcia 2 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zawierającego 24% akrylanu metylu.

P r z y k ł a d 4

W kolejnym przykładzie realizacji wynalazku folia wykonana jest według przykładu 3 z tą różnicą, że 5 mikrowarstw w każdym z bloków wykonanych jest z poliamidu 6/66 o gęstości 1,12 g/cm³ i temperaturze topnienia 196°C.

P r z y k ł a d 5

W przykładzie realizacji sposobu według wynalazku, folię wytwarza się w postaci 26 warstw, w tym jednej warstwy kleistej. Folia wytwarzana jest w dwóch etapach. W pierwszym etapie wytwarzana jest folia 25 warstwowa składająca się z warstwy rdzeniowej, sąsiadujących z rdzeniem dwóch bloków cienkich warstw oraz warstwami zewnętrznymi. Warstwa rdzeniowa o grubości 8 μm wykonana jest z 70% polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 2,8 g/10 min (190°C, 2,16 kg), zmieszanego z 30% polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,927 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 3,5 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Mieszaninę tą podgrzewa się i uplastycznia

PL 240 951 B1 w pierwszym ekstruderze, a następnie przetłacza do układu multiplikującego, w którym następuje połączenie z pozostałymi warstwami. W sąsiedztwie warstwy rdzeniowej po każdej jej stronie wytłacza się bloki 11 cienkich warstw o grubości pojedynczej mikrowarstwy wynoszącej 0,5 μm. 5 spośród mikrowarstw w każdym z bloków składa się z polietylenu o niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 2,8 g/10 min (190°C, 2,16 kg), który podgrzewa się w drugim ekstruderze i doprowadza poprzez układ multiplikacyjny do głowicy szczelinowej. Jednocześnie pozostałe 6 mikrowarstw w każdym z bloków wytłacza się z tworzywa składającego się z kopolimeru polipropylenu o gęstości 0,905 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 8 g/10 min (230°C, 2,16 kg), zmieszanego z kopolimerem polipropylenu o gęstości 0,863 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 3 g/10 min (230°C, 2,16 kg), przy czym mieszaninę podgrzewa się w trzecim ekstruderze i doprowadza poprzez układ multiplikacyjny do głowicy szczelinowej. Cienkie warstwy łączy się naprzemiennie w ten sposób, że pojedyncze warstwy polipropylenowe odseparowane są od siebie pojedynczymi warstwami polietylenowymi. Tak ukształtowany strumień warstw łączy się z warstwą zewnętrzną wykonaną z tworzywa podgrzanego w czwartym ekstruderze, składającego się z polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,927 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 3,5 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zmieszanego z dodatkiem 20% polietylenu wysokiej gęstości wynoszącej 0,960 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 4 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Drugą warstwę zewnętrzną (przeciwległą) wytłacza się z tworzywa pochodzącego z piątego ekstrudera, stanowiącego polietylen niskiej gęstości wynoszącej 0,935 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 2,8 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zmieszanego z dodatkiem 20% polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,918 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 2,8 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Strumienie surowców poszczególnych warstw uplastyczniane są za pomocą ww. ekstruderów i łączone w opisanej sekwencji oraz wytłaczane przez głowicę szczelinową na obracający się, chłodzony walec, na którym uplastyczniona wstęga materiału ulega zestaleniu, tworząc folię (metoda cast). Tak wytworzona folia poddawana jest następnie procesowi powlekania warstwą kleistą poprzez naniesienie na powierzchnię zewnętrzną pochodzącą z piątego ekstrudera, po wcześniejszej aktywacji powierzchni za pomocą wyładowania koronowego, akrylowej dyspersji wodnej o temperaturze zeszklenia suchej masy-38°C oraz jej odparowanie w tunelu suszącym, w wyniku czego otrzymuje się ilość kleju wynoszącą 5 g/m 2.

P r z y k ł a d 6

W innym przykładzie wykonania sposobu według wynalazku folię wykonuję się w ten sam sposób co w przykładzie 5, przy czym warstwa adhezyjna otrzymywana jest razem z folią w procesie koekstruzji. Warstwa ta wytłaczana jest w oddzielnym ekstruderze, następnie doprowadzana do układu multiplikującego i po połączeniu ze strumieniem pozostałych warstw, przetłaczana do głowicy szczelinowej. Warstwa ta składa się z 70% blokowego kopolimeru propylenu z etylenem o zawartości etylenu 16%, gęstości 0,863 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 3 g/10 min (230°C, 2,16 kg) zmieszanego z innym blokowym kopolimerem propylenu z etylenem o zawartości etylenu 11%, gęstości 0,873 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia 7 g/10 min (230°C, 2,16 kg).

P r z y k ł a d 7

W kolejnym przykładzie wykonania folia wytwarzana jest w 2 etapach. W pierwszym etapie wytwarza się folię 32 warstwową według struktury przedstawionej w przykładzie 1 z tą różnicą, że zewnętrzną warstwę stanowiącą w przykładzie 1 warstwę adhezyjną wytłacza się z surowca będącego mieszaniną polietylenu niskiej gęstości wynoszącej 0,912 g/cm³ oraz wskaźniku szybkości płynięcia 0,9 g/10 min (190°C, 2,16 kg) zmieszanego z 20% kopolimeru etylenu z octanem winylu o zawartości octanu winylu 18% i wskaźniku szybkości płynięcia 1,7 g/10 min (190°C, 2,16 kg). Surowce stanowiące poszczególne, opisane w przykładzie 1 warstwy uplastycznia się w ten sposób, że w ekstruderze 1 oraz 2 uplastycznia się surowce stanowiące rdzeń, w ekstruderze 3 uplastycznia się surowce stanowiące jedną warstwę około rdzeniową, w ekstruderze 4 uplastycznia się surowce stanowiące przeciwległą warstwę około rdzeniową a w ekstruderze 5 uplastycznia się surowce stanowiące dodatkową warstwę usytuowaną na jednej z warstw około rdzeniowych. Po uplastycznieniu surowce przetłacza się do głowicy z cylindrycznym ustnikiem, gdzie strumienie surowca łączy się w odpowiedniej sekwencji i wytłacza przez ustnik, tworząc cylindryczny rękaw, który następnie jest rozciągany za pomocą powietrza tłoczonego do jego wnętrza i jednocześnie chłodzony strumieniem powietrza na zewnątrz, uzyskując 2,5 krotny wzrost średnicy rękawa schłodzonej i zestalonej folii w stosunku do średnicy ustnika. Rękaw wytłacza się w ten sposób, że zewnętrzna warstwa rękawa stanowi warstwę zawierającą kopolimer etylenu z octanem winylu. Następnie nanosi się warstwę adhezyjną w procesie powlekania poprzez naniesienie na powierzchnię folii stanowiącą zewnętrzną powierzchnię rękawa, po wcześniejszej aktywacji

Claims (10)

1. PL 240 951 B1 tej powierzchni za pomocą wyładowania koronowego, akrylowej dyspersji wodnej o temperaturze zeszklenia suchej masy -38°C oraz jej odparowanie w tunelu suszącym, otrzymując ilość kleju wynoszącą 5 g/m².

   Folia według wynalazku, a także wykorzystanie opisanego sposobu wytwarzania, rozwiązuje zasygnalizowany na wstępie problem techniczny, a mianowicie dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu struktury folii, w tym grubości i wzajemnej proporcji poszczególnych warstw folii, uzyskuje się produkt wykonany z typowego tworzywa, z którego wytwarza się folie zabezpieczające (tj. bez konieczności stosowania drogich dodatków poprawiających odporność folii). Równocześnie produkt ten posiada bardzo dobrą odporność na uszkodzenia i charakteryzuje się dobrą rozciągliwością.

   Folia według wynalazku może być wykorzystana do zabezpieczenia dowolnych powierzchni z powłokami lub bez w tym metalowych, plastikowych, szklanych lub innych.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Folia wielowarstwowa do zabezpieczania powierzchni zawierająca 50-99% kopolimerów etylenu, kopolimerów propylenu lub ich mieszaniny i składająca się z warstw, znamienna tym, że co najmniej jedna warstwa stanowi blok 10-100 mikrowarstw, gdzie blok ten stanowi od 15% do 80% całkowitej grubości folii, zaś mikrowarstwy mają grubość 0,05-1,00 μm i wykonane są z tego samego rodzaju tworzywa albo z dwóch różnych rodzajów tworzywa usytuowanych naprzemiennie, a tworzywem jest jeden z następujących surowców: polietylen wysokiej gęstości (HDPE), polietylen niskiej gęstości (LDPE), liniowy polietylen niskiej gęstości (LLDPE), polietylen o ultra niskiej gęstości (ULDPE), polipropylen (PP), poliamid (PA) lub kopolimery, w tym kopolimery blokowe, lub mieszaniny tych surowców; natomiast jedna z zewnętrznych warstw folii stanowi warstwę adhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie elastomery termoplastyczne, elastomery sieciowane promieniowaniem UV lub elastomery nanoszone z dyspersji wodnych, a przeciwległa zewnętrzna warstwa folii stanowi warstwę antyadhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie polimery termoplastyczne z grupy poliolefin, poliestrów lub poliamidów.
2. 2. Folia według zastrz.1, znamienna tym, że zawiera 2 bloki mikrowarstw odseparowane co najmniej jedną warstwą, o grubości 1-50 μm.
3. 3. Folia według zastrz. 1 albo 2 znamienna tym, że warstwa adhezyjna zawiera jeden z elastomerów termoplastycznych, takich jak kopolimery akrylowe, kopolimery polipropylenowe, kopolimery etylenowo winylowe (EVA), kopolimery blokowe styrenu i izoprenu (SIS) także uwodornione (SEPS), kopolimery styrenu i butadienu (SBS) także uwodornione, kopolimery styrenu, etylenu, butylenu i styrenu (SEBS), kopolimery styrenu, etylenu i propylenu (SEP), kopolimery cykloalifatyczne lub mieszanin y tych elastomerów, lub elastomery nakładane w postaci dyspersji wodnych, takie jak elastomery kauczukowe, elastomery akrylowe w tym sieciowane chemicznie lub za pomocą promieniowania ultrafioletowego, lub ich mieszaniny, a także mieszaniny elastomerów z polietylenami lub polipropylenami.
4. 4. Folia według jednego z powyższych zastrzeżeń, znamienna tym, że warstwa antyadhezyjna zawiera jeden z polimerów, takich jak HDPE, LDPE, LLDPE, PP, PA, poliestry, a także ich kopolimery, w tym kopolimery blokowe lub ich mieszaniny, lub fluoropochodne substancje zmniejszające tarcie powierzchniowe.
5. 5. Folia według jednego z powyższych zastrzeżeń znamienna tym, że pomiędzy blokiem cienkich warstw a warstwą zewnętrzną występuje co najmniej jedna warstwa pośrednia o grubości 1-30 μm.
6. 6. Folia według jednego z powyższych zastrzeżeń znamienna tym, że warstwa znajdująca się bezpośrednio pod warstwą adhezyjną zawiera kopolimery etylenu i octanu winylu (EVA), kopolimery etylenu i akrylanu metylu (EMA), kopolimery etylenu i akrylanu etylu (EEA), kopolimery etylenu i akrylanu butylu (EBA) lub kopolimery zwiększające polarność powierzchni.
7. 7. Sposób wytwarzania folii do zabezpieczania powierzchni, w którym folię wytwarza się w postaci wielowarstwowej z mieszaniny polimerów zawierającej od 50-99% kopolimerów etylenu, propylenu lub ich mieszaniny, znamienny tym, że strukturę warstw kształtuje się poprzez wytłoczenie z uplastycznionego tworzywa bloku mikrowarstw stanowiącego 15-80% grubości folii, składającego się z 10-100 mikrowarstw o grubości 0,05-1,00 μm, a mikrowarstwy wyko

   PL 240 951 B1 nane są z tego samego rodzaju tworzywa albo dwóch rodzajów tworzywa ułożonego naprzemiennie, gdzie tworzywo stanowi polietylen wysokiej gęstości (HDPE), polietylen niskiej gęstości (LDPE), liniowy polietylen niskiej gęstości (LLDPE), polietylen o ultra niskiej gęstości (ULDPE), polipropylen (PP), poliamid (PA) lub kopolimery, w tym kopolimery blokowe lub mieszaniny tych surowców, a powierzchnię bloku pokrywa się zewnętrzną warstwą adhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie elastomery termoplastyczne, elastomery sieciowane promieniowaniem UV lub elastomery nanoszone z dyspersji wodnych, zaś przeciwległą powierzchnię pokrywa się warstwą antyadhezyjną o grubości 1-20 μm zawierającą korzystnie polimery termoplastyczne z grupy poliolefin, poliestrów lub poliamidów.
8. 8. Sposób wytwarzania folii według zastrz. 7, znamienny tym, że folię wykonuje się z 2 bloków mikrowarstw, rozdzielonych warstwą rdzeniową, której nadaje się grubość w przedziale 1-50 μm.
9. 9. Sposób wytwarzania folii według zastrz. 7 albo 8 znamienny tym, że zewnętrzną warstwę adhezyjną wytwarza się z elastomerów termoplastycznych, takich jak kopolimery akrylowe; kopolimery polipropylenowe; kopolimery etylenowo winylowe (EVA); kopolimery blokowe styrenu i izoprenu (SIS), także uwodornione (SEPS); kopolimery styrenu i butadienu (SBS), także uwodornione; kopolimery styrenu; etylenu; butylenu i styrenu (SEBS); kopolimery styrenu, etylenu i propylenu (SEP); kopolimery cykloalifatyczne lub mieszaniny tych elastomerów, lub elastomerów nakładanych w postaci dyspersji wodnych, takich jak elastomery kauczukowe, elastomery akrylowe w tym sieciowane chemicznie lub za pomocą promieniowania ultrafioletowego lub ich mieszaniny, a także mieszaniny elastomerów z polietylenami lub polipropylenami.
10. 10. Sposób wytwarzania folii według jednego z zastrzeżeń 7-9, znamienny tym, że warstwę antyadhezyjną wytłacza się spośród jednego z polimerów, takich jak HDPE, LDPE, LLDPE, PP, PA, poliestry lub ich kopolimery, w tym kopolimery blokowe lub ich mieszaniny lub fluoropochodne substancje zmniejszające tarcie powierzchniowe.