close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6306

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6306
(13) C1
(19)
7
(51) C 08J 5/18,
(12)
C 08L 23/16,
B 29C 47/06
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПЛЕНОЧНОГО
МАТЕРИАЛА
BY 6306 C1
(21) Номер заявки: a 20000253
(22) 2000.03.21
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "УКРПЛАСТИК" (UA)
(72) Автор: Галкин Александр Алексеевич
(UA)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "УКРПЛАСТИК" (UA)
(57)
1. Способ получения полимерного пленочного материала экструзией расплава модифицированных полипропиленовыми сополимерами полиолефинов, в частности полипропилена, с последующими охлаждением, ориентированием и термофиксацией, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют сополимер пропилена с диеном при
соотношении масс компонентов сополимера (75-85) : (15-25) либо сополимер пропилена и
диена с этиленом при соотношении масс компонентов (20,0-80,0) : (0,5-9,0) : (19,5-79,5),
соответственно, при этом количество модификатора составляет 20-65 % от общей массы
полимерной композиции.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полипропилена используют изотактический полипропилен.
3. Способ получения полимерного пленочного материала соэкструзией расплавов, модифицированных полипропиленовыми сополимерами полиолефинов, в частности полипропилена, с последующими охлаждением, ориентированием и термофиксацией, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют сополимер пропилена с диеном
при соотношении масс компонентов сополимера (75-85) : (15-25) либо сополимер пропилена и диена с этиленом при соотношении масс компонентов (20,0-80,0) : (0,5-9,0) : (19,579,5), соответственно, при этом количество модификатора составляет 20-65 % от общей
массы полимерной композиции.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что осуществляют одновременно соэкструзию
нескольких расплавов при соотношении толщины внешних слоев пленочного материала в
пределах 5-10 % от толщины всего материала, причем в состав внешних слоев вводят 3565 % модификатора, а в средний слой - 20-40 % модификатора от общей массы этих слоев.
5. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что осуществляют одновременно соэкструзию трех расплавов, причем в состав внешнего и среднего слоев пленочного материала
вводят антиблокирующие наполнители в количестве до 2,0 % от массы этих слоев.
(56)
US 5128183 A, 1992.
US 5268220 A, 1993.
GB 1451607, 1976.
BY 6306 C1
RU 95109888 A1, 1997.
EP 44544 A1, 1982.
US 4753700, 1988.
RU 2097391 C1, 1997.
Изобретение относится к технологии получения полимерных пленочных материалов
со специальными механическими свойствами, которые могут быть использованы в пищевой и перерабатывающей отраслях промышленности.
Большинство мелких штучных пищевых продуктов, например конфеты, карамели, леденцы, шоколад, мучные сладости, упаковывают с помощью известных скоростных (до
1200 операций в минуту) автоматов в пленочную обертку. Открытые концы кусочков
обертки, в которую завернуто штучное изделие, отрезанные от рулона пленки, с той же
цикличностью автоматы заправляют в "носок" (конфеты "Белочка", "Ананасные" и т.д.)
или "в перекрутку" (большинство карамелей). Обязательными требованиями к материалу
упаковки являются его способность длительное время сохранять деформацию изгиба складку (заправка в "носок") или скручивание - твист-эффект (заправка в "перекрутку"),
достаточную жесткость и прочность на разрыв, отсутствие деформации в местах разреза,
особенно скоростного, ограниченная газовая (прежде всего, относительно кислорода и
влаги) проникаемость, ограниченная диффузия элементов упаковки в продукт, контактирующий с упаковкой (наличие разрешения компетентных государственных органов охраны здоровья на контакт упаковки с соответствующими пищевыми продуктами).
Обычные полимерные материалы на основе целлофана, эфиров целлюлозы, полиолефинов, полиамидов, полимеров амилового ряда и т.д., используемых для упаковки пищевых продуктов (патент США № 4528234, кл. В32В 15/08, 1985; патент США № 4579696,
кл. В29С 35/10, 1986; патент США № 4753700, кл.264-514, 1988) вследствие недостаточных механических свойств не могут быть использованы для упаковки продуктов "в перекрутку" на указанных скоростных автоматах.
Ярко выраженный твист-эффект имеют композиционные слоистые пленки, содержащие кроме полимерных слоев еще и металлическую фольгу либо вощеную или парафинированную бумагу (патент Великобритании № 153982, кл. В5В, 1978). Технология изготовления таких материалов очень трудоемка, а изготовленные по указанной технологии
материалы дорого стоят.
Наиболее близким решением к заявляемому изобретению по совокупности признаков
и техническому результату является способ производства пленки из модифицированного
полиолефина для упаковки пищевых продуктов, которая долго сохраняет твист-эффект
(патент США № 5128183, кл. В29Д 22/00). Этот способ избран в качестве прототипа. Известный материал получают экструзией расплава изотактического полипропилена, модифицированного сополимером этилена с пропиленом и прозрачной амфорной смолой, которая имеет низкую молекулярную массу, например сосновой, при соотношении компонентов полимерной смеси (в % от общей массы), соответственно: (40-90):(5-25):(5-35);
охлаждением, вытягиванием с биаксиально ориентированной структурой пленки и ее термофиксацией.
Пленочные материалы на полиолефиновой основе по данным исследований наиболее
полно отвечают требованиям, предъявляемым к материалам упаковки пищевых продуктов, но у известного материала, полученного способом, избранным в качестве прототипа,
при скоростном разрезе на упаковочных автоматах свежеобразованные края не свободны
от деформации. Кроме того, у известного материала затруднено получение стабильных
физико-механических свойств на больших площадях. Эти недостатки значительно ограничивают надежность работы заверточных автоматов, в которых используется известный
2
BY 6306 C1
пленочный материал в качестве упаковки, особенно при максимальной продуктивности
упаковывания.
Задачей изобретения является разработка способа получения пленочного материала на
полиолефиновой основе для упаковки пищевых продуктов, который имел бы достаточную
жесткость, прозрачность, блестящую привлекательную поверхность, ярко выраженную
длительную остаточную деформацию изгиба и скручивания (твист-эффект), физиологическую безвредность при непосредственном контакте с пищевыми продуктами, упрощенную технологию производства и обеспечивал бы более эффективную модификацию полимера.
Решение поставленной задачи в заявленном способе основывается на том, что получение пленочного материала экструзией или соэкструзией расплавов модифицированных
полипропиленовыми сополимерами полиолефинов, преимущественно полипропилена, с
последующим охлаждением, ориентированием и термофиксацией пленки, осуществляют с
использованием в качестве модификатора сополимер пропилена с диеном при соотношении
масс компонентов сополимера соответственно - (75-85):(15-25) либо сополимер пропилена
и диена с этиленом при соотношении масс компонентов - (20,0-80,0):(0,5-9,0):(19,5-79,5)
соответственно, обеспечивая содержание модификатора в материале от общей массы полимерной композиции в пределах 20-65 %. В качестве полипропилена используют изотактический полипропилен. Соэкструзию осуществляют одновременно нескольких расплавов
при соотношении толщины внешних слоев пленочного материала в пределах 5-10 % от
толщины всего материала, причем в состав внешних слоев вводят 35-65 % модификатора,
а в средний слой - 20-40 % модификатора от общей массы этих слоев.
Соэкструзию осуществляют одновременно трех расплавов, причем в состав внешнего
и среднего слоев пленочного материала вводят антиблокирующие наполнители в количестве до 2,0 % от массы этих слоев.
По заявленному способу получен пленочный материал с высокой прозрачностью,
привлекательной блестящей поверхностью, повышенной жесткостью, способностью сохранять до 75 % деформации изгиба и скручивания, пригодного по результатам санитарно-гигиенических исследований компетентной государственной организации для длительного непосредственного контакта с пищевыми продуктами. Особенно важным свойством полученного материала является практическое отсутствие деформации краев пленки
при скоростном разрезе (отсутствие остаточных напряжений в пленке), что значительно
уменьшает количество брака при машинном упаковывании пищевых изделий, то есть повышает технологичность процесса и надежность работы упаковочных автоматов.
Способ получения пленочного материала осуществляют следующим образом.
Пример 1.
Гранулированный полиолефин, например изотактический полипропилен, в количестве
60 % от общей массы полимерной композиции, тщательно перемешивали с гранулированным сополимером (1а) пропилена (75 %) и диена (25 %) в течение 30 минут и смесь расплавляли. Отдельно в качестве модификатора применяли также сополимер (1б) пропилена
(50 %), диена (2 %) и этилена (48 %). Количество модификатора в разных экспериментах
составляло 20, 30, 40, 50, 60 и 65 % от массы полимерной композиции. Расплав на известной линии производства полимерных пленок с помощью шнекового экструдера с плоской
щелью непрерывно выдавливали в виде пленки с дальнейшим охлаждением материала,
ориентированием, например независимым биаксиальным ориентированием при растяжении, с термофиксацией и обработкой поверхностного слоя коронным разрядом по известной технологии. При этом температурный режим выдерживали таким: температура экструдера: 242 °С, фильтра: 245 °С, фильеры: 242 °С, холодильного агрегата (поливного
барабана и водяной ванны): 25 °С. Температуру валков при растягивании пленки вдоль
направления ее движения выдерживали в пределах 113-111 °С, поперек - 179-154 °С. Сте3
BY 6306 C1
пень растяжения вдоль - 500 %, поперек - 920 %, скорость линии - 120 м/мин, толщина
пленки - 20 ± 1 мкм.
Пример 2.
Учитывая то, что по результатам эксперимента пленочные материалы существенно
теряют свойство сохранять твист-эффект с увеличением толщины пленки, для сравнения
свойств получали многослойные материалы. Способом, изложенным в примере 1, одновременной экструзией из трех экструдеров (температура каскадных и сателлитных экструдеров: 242 °С) получали трехслойную пленку общей толщиной 20 ± 1,0; 23 ± 1,0 и
28 ± 1,5 мкм. При этом первый (внутренний) слой (непосредственно контактирует с валками линии) имел толщину 8 % от толщины готового материала, средний - 84 %, внешний - 8 %. Содержание модификатора в каждом из слоев меняли от 20 до 65 %.
Для устранения блокирования контактирующих поверхностей пленочного материала
при его длительном хранении в состав материала внешнего стоя добавляли 2 % известного антиблокирующего наполнителя.
Сравнительные характеристики пленочных материалов приведены в таблице. Материалы, полученные в примерах 1, 2 с использованием кодификатора - двойного сополимера, указаны в таблице соответственно как - 1а и 2а, а с использованием тройного сополимера - 1б и 2б. Испытание физических свойств материалов осуществляли по стандартным
методикам в идентичных условиях, эксплуатационные свойства материалов определяли при упаковывании карамели типа "Театральная" - на упаковочной машине фирмы
"Nagema" на скорости 1200 и 600 циклов в минуту.
Наименование показателей
толщина, мкм
количество модификатора
в цельном или в среднем слоях, %
количество модификатора
в поверхностных слоях, %
прочность на разрыв, МПа,
не меньше вдоль
поперек
относительное удлинение
при разрыве, %, не больше вдоль
поперек
кинетический коэффициент
трения (пленка-пленка)
прозрачность, %
поверхностное натяжение, дин/мм
относительное сохранение твистэффекта в одинаковых условиях, %
количество бракованной продукции,
% при 600 цикл/мин
при 1200 цикл/мин
прототип
20
1a
20
40
1б
20
40
2а
20
30
2б
20
30
40
40
110
120
120
130
130
240
235
240
220
240
220
250
200
250
200
50
0,45
55
0,3-0,4
55
0,3-0,4
65
0,3-0,4
65
0,3-0,4
25-30
40-43
60-70
30-35
38-41
65-70
30-35
38-41
65-70
25-30
38-41
70-75
25-30
38-41
70-75
2
2
2
1
1
4
3
3
1,0-1,5
1,0-1,5
При содержании диена в двойном сополимере-модификаторе меньше 15 % и в тройном сополимере-модификаторе менее 0,5 % твист-эффект полимерной композиции существенно уменьшается, а при содержании его соответственно более 25 % и 9 % материал
приобретает свойство растрескиваться при 20-40 циклах перегиба.
Этилен в тройном сополимере в количестве менее 19,5 % и более 79,5 % не обеспечивает полимерному материалу достаточного сохранения твист-эффекта.
4
BY 6306 C1
При введении модификатора в полимерный материал в количестве менее 20 % от массы композиции не обеспечивается достаточное сохранение в пленочном материале твистэффекта, при содержании его более 65 % у материала значительно уменьшается усталостная прочность.
Введение модификатора значительно эффективнее с точки зрения обеспечения достаточных механических свойств слоистого материала в поверхностных слоях.
Пленочный материал по заявленному изобретению, особенно трехслойный, при достаточных механических и физических свойствах обеспечивает значительное повышение
технологичности процесса скоростного упаковывания мелких штучных товаров.
Заявленное изобретение может быть реализовано на известных линиях производства
пленочных материалов после соответствующего их переоборудования.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
132 Кб
Теги
by6306, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа