Термоусадочная пленка
Изобретение относится к технологии получения термоусадочных полиэтиленовых пленок, которые могут быть использованы в качестве упаковочного материала. Пленка выполнена с толщиной от 5 до 500 мкм из полиэтилена, представляющего собой смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 5 до 40 и среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 100 кД. Изобретение обеспечивает получение пленок, удовлетворяющих соответствующим требованиям в отношении прочности в расплаве, прочности в холодном состоянии и других механических свойств на стадиях горячей, холодной усадки, а также после усадки. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к полиэтиленовым термоусадочным пленкам, к способам их изготовления и их применению в качестве упаковочного материала.
Термоусадочные пленки представляют собой полимерные пленки, которые при нагревании сжимаются в одном или в обоих направлениях. Они широко используются в качестве упаковочного и обшивочного материала, как для больших, так и для маленьких изделий (например, промышленных поддонов, бутылок, журналов и т.д.), причем в основном более толстые пленки используются для более крупных предметов, а более тонкие для более мелких.
В настоящее время наиболее широко используемым материалом для получения термоусадочных пленок является полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), возможно смешанный с другими полимерами для достижения желаемого баланса свойств (например, жесткости) и цены. Термоусадочные пленки на основе ПЭНП могут также включать слой совместно экструдированного полипропилена для снижения влияния оплавления ПЭНП на изделия, обернутые термоусадочной пленкой, в процессе термообработки для усадки пленки. Однако эти традиционно используемые термоусадочные пленки из ПЭНП или включающие ПЭНП имеют ряд недостатков. В частности, термоусадочная пленка имеет недостаточную для многих областей применения механическую прочность, возможность образования раковин в процессе усадки нежелательно высока, и сила фиксации термоусадочной пленки является нежелательно низкой.
Термоусадочную пленку получают путем экструзии через мундштук с кольцевым соплом, создавая перепад давления, необходимый для раздува экструдируемого цилиндра в пленку и достижения желаемой ориентации в пленке, то есть для создания напряжения внутри охлажденной пленки. В результате термообработки происходит релаксация напряжения, и как следствие, усадка. Основная часть усадки происходит в то время как пленка находится в наиболее горячем состоянии (в основном около 120-130°С) при термообработке, однако пленка продолжает сжиматься и при охлаждении. Эти процессы называют горячей и холодной усадкой, соответственно, и для того чтобы полимер работал адекватно в качестве основного материала для термоусадочной пленки, он должен удовлетворять различным требованиям (в отношении прочности в расплаве, прочности в холодном состоянии и других механических свойств) на стадиях горячей усадки, холодной усадки и после усадки.
Известна, например из RU 2147310, полиэтиленовая пленка из полиэтиленовой композиции, состоящей из полиэтиленового компонента с бимодальным молекулярно-массовым распределением и компонента, представляющего собой сополимер этилена, и имеющей молекулярно-массовое распределение от 7 до 45, среднемассовую молекулярную массу от 120 до 400 кД и плотность, согласно примерам, более 950 кг/м3. Известная композиция предназначена для изготовления массивных изделий, в частности прочных труб, кабельной изоляции и продукции, получаемой пневмоформованием, такой как бутылки. Хотя при этом и отмечена возможность получения пленок с хорошей прозрачностью и низким содержанием гелей, но не указывается на возможность получения термоусадочных пленок из известной композиции, которая, очевидно, не отвечает требованиям в отношении комплекса свойств, необходимых для получения таких пленок.
В настоящее время авторы обнаружили, что этим требованиям особенно хорошо удовлетворяют, особенно для относительно тонких термоусадочных пленок, линейные полиэтилены низкой плотности (ЛПЭНП), имеющие широкое молекулярно-массовое распределение (ММР) и включающие гомополимер этилена и сополимер этилена. (Термин ММР относится к соотношению (Mw/Mn) между среднемассовой молекулярной массой (Mw) и среднечисленной молекулярной массой (Мn) полимера.)
Таким образом, в одном аспекте, в изобретении предложена термоусадочная пленка, включающая пленку из полиэтилена низкой плотности толщиной от 5 до 500 мкм, например от 20 до 120 мкм, предпочтительно от 30 до 110 мкм, особенно предпочтительно от 40 до 100 мкм, отличающаяся тем, что указанный полиэтилен низкой плотности включает смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 5 до 40, предпочтительно от 10 до 35, среднемассовую молекулярную массу более 100 кД, например от 150 до 300 кД (более предпочтительно от 200 до 280 кД и особенно предпочтительно более 230, например от 230 до 270 кД) и плотность от 920 до 945 кг/м3.
В другом аспекте в изобретении предложено применение полиэтиленовой композиции, включающей смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 5 до 40 и среднемассовую молекулярную массу более 100 кД, для получения термоусадочной пленки.
В термоусадочной пленке согласно изобретению гомополимерный компонент предпочтительно имеет более высокую плотность и более низкую молекулярную массу, чем сополимерный компонент. В общем, плотность гомополимерного компонента должна находиться в интервале от 960 до 980 кг/м3, в то время как плотность сополимера должна находиться в интервале от 890 до 920 кг/м3. Общая плотность смеси гомополимера и сополимера предпочтительно составляет от 925 до 935 кг/м3, в особенности 930 кг/м3.
Соотношение гомополимера и сополимера в смеси можно широко варьировать. Предпочтительно, однако, соотношение гомополимера и сополимера (мас.%) между 1:10 и 10:1, особенно от 1:5 до 5:1, например от 1:3 до 3:1. В наиболее предпочтительном исполнении в смеси должно быть 40-60% гомополимера и 60-40% сополимера. Особенно предпочтительным является соотношение с небольшим избытком гомополимера.
Термоусадочная пленка по изобретению может, если желательно, быть многослойной, например включающей полипропиленовый защитный слой, как отмечено выше, и слой смеси гомополимера и сополимера. Этот слой, кроме смеси гомополимера и сополимера, может включать другие компоненты, например красящие вещества, другие полимеры, и т.д. Однако в основном такие другие компоненты будут составлять не более 40 мас.%, более предпочтительно не более 25 мас.%, и особенно предпочтительно не более 10 мас.% от массы слоя смеси гомополимера и сополимера. Однако более предпочтительно, чтобы слой смеси гомополимера и сополимера содержал не более 5 мас.% любого дополнительного полимера, и идеально, если этот слой состоит по существу из смеси гомополимера и сополимера.
Еще в одном аспекте, таким образом, в изобретении предложена термоусадочная пленка, включающая способный к термической усадке слой полиэтилена, в которой содержание полимера в указанном слое составляет по меньшей мере 95 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 99 мас.%, и включающая смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 5 до 40 и среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 100 кД (более предпочтительно от 150 до 300 кД, например от 200 до 280 кД, и в особенности от 230 до 270 кД).
В термоусадочных пленках согласно изобретению толщина слоя смеси гомополимера и сополимера (то есть толщина пленки до усадки) варьируется в зависимости от того, составляет ли она часть однослойной или многослойной структуры. Однако предпочтительная толщина составляет от 20 до 200 мкм, более предпочтительно от 40 до 110 мкм, особенно в случае, когда слой смеси гомополимера и сополимера образует часть многослойной пленки. В соответствии с этим пленки согласно настоящему изобретению особенно подходят для упаковки поддонов, несущих, например, до 1500 кг груза или для упаковки относительно небольших грузов, например, имеющих массу в одной упаковке 750 кг и ниже, более предпочтительно 50 кг или ниже. Примеры таких грузов включают журналы, книги, бутылки, наборы бутылок (например, от 2 до 12 бутылок в наборе), и т.д.
Термоусадочные пленки согласно изобретению имеют особенно хорошие свойства не только в отношении их характеристик во время операции усадки пленки, но также в отношении механических свойств самой по себе термоусадочной пленки. Таким образом, термоусадочная пленка имеет особенно выгодное сочетание очень малой силы горячей усадки и очень большой силы холодной усадки. Очень малая сила горячей усадки способствует уменьшению образования раковин в процессе усадки (главная проблема в случае традиционных термоусадочных пленок), в то время как большие силы холодной усадки обеспечивают отличные удерживающие свойства, т.е. они способствуют фиксации изделия, упакованного в термоусадочную пленку. Более того, термоусадочная пленка имеет улучшенные механические свойства (например, прочность по методу падающего ударника и прочность на разрыв) по сравнению с традиционными термоусадочными пленками, особенно при очень низких температурах. В результате термоусадочные пленки согласно изобретению особенно подходят для использования при упаковке изделий, которые будут подвергаться воздействию низких температур при транспортировке и хранении. Представляется, что отличные механические свойства термоусадочных пленок повышаются, по меньшей мере частично, из-за того, что полимером является смесь гомополимера и сополимера, а не двух сополимеров. Это сочетание свойств, важное для упаковки в термоусадочную пленку, является как неожиданным, так и имеющим большие преимущества.
Главным параметром для достижения желаемых свойств термоусадочной пленки является ММР смеси гомополимера и сополимера. Требуемое значение ММР от 5 до 40, предпочтительно от 10 до 35, указывает на широкий интервал молекулярных масс смеси гомополимера и сополимера. Предпочтительно значение ММР находится в пределах от 15 до 25. Таких значений ММР можно достигнуть разнообразными способами, все из которых считаются находящимися в рамках данного изобретения, например путем смешивания двух или более этиленовых полимеров, имеющих различные молекулярно-массовые распределения, путем многостадийной (например, в две или более стадии) полимеризации этилена, посредством которой на различных стадиях полимеризации получают полиэтилены, имеющие различные молекулярно-массовые распределения, и т.д. Однако особенно предпочтительно смесь гомополимера и сополимера получают путем многостадийной полимеризации этилена, используя последовательность различных реакторов, например, как описано в WO 92/12182, причем по меньшей один предпочтительно является суспензионным реактором с циркуляцией, а другой - газофазным реактором. Двухстадийная последовательность от реактора с циркуляцией к газофазному реактору является особенно предпочтительной. Катализаторами полимеризации, используемыми в полимеризации этилена, могут быть любые катализаторы, способные формировать полиэтилен с желаемым молекулярно-массовым распределением, однако наиболее предпочтительными являются металлоценовые, и еще более предпочтительными - катализаторы Циглера-Натта, в частности такие катализаторы в гетерогенной или нанесенной форме. Металлоценовые катализаторы и катализаторы Циглера-Натта, способные к соответствующей полимеризации этилена, хорошо известны, и описаны, например, в WO 98/46616 и ЕР-А-443374.
Когда смесь гомополимера и сополимера получают в виде бимодального полимера в процессе двухстадийной полимеризации, продукт начальной стадии предпочтительно имеет низкую молекулярную массу с плотностью по меньшей мере 960 кг/м3 (например, от 965 до 975 кг/м3) и скоростью течения расплава СТР2.16 (190°С) по меньшей мере 100 г/10 мин (например, от 110 до 3000 г/10 мин), а бимодальный продукт предпочтительно имеет плотность 920-945 кг/м3 (например, от 923 до 935 кг/м3), СТР2.16 (190°С) от 0,05 до 1,2 г/10 мин (например, 0,1-0,8 г/10 мин), среднемассовую молекулярную массу (Mw) от 150000 до 300000 Д (предпочтительно от 200000 до 280000 Д, более предпочтительно от 230000 до 270000 Д) и ММР от 10 до 35 (предпочтительно от 15 до 25).
Такую смесь гомополимера и сополимера с плотностью 931 кг/м3, среднемассовой молекулярной массой (Mw) 240000 Д, СТР2.16 (190°С) 0,2 г/10 мин и ММР, равным 22, можно получить в соответствии со способом, описанным в WO 99/41310, используя суспензионный реактор с циркуляцией и следующий за ним газофазный реактор.
В таком двухстадийном процессе полимеризации первой стадией является предпочтительно гомополимеризация этилена, а второй стадией является сополимеризация.
Сомономером, используемым в сополимере, предпочтительно является С3-12 альфа-олефин или смесь двух или более С3-12 альфа-олефинов, например 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен и 1-децен, причем 1-бутен и 1-гексен являются предпочтительными. Следовательно, подразумевается, что используемый здесь термин "сополимер" охватывает также и тройные сополимеры. Предпочтительным используемым в изобретении тройным сополимером является этилен/бутен/гексеновый. Количество сомономера, вошедшего в реакцию сополимеризации, предпочтительно составляет от 2 до 10% мольных по отношению к этилену, в особенности от 4 до 8% мольных.
На стадии гомополимеризации, при отсутствии какого-либо добавленного сомономера, понятно, что источник этилена может содержать следы С3+углеводородов, способных к сополимеризации с этиленом, которые могут таким образом быть включены в гомополимер этилена. В промышленности хорошо понимают, что полимерный продукт, тем не менее, считается гомополимером этилена.
Для получения пленок с использованием смеси полимеров важным является то, что различные компоненты полимера тщательно перемешивают перед экструзией и раздуванием пленки, так как иначе существует риск появления в пленке неоднородностей, например гелей. Таким образом, особенно когда смесь гомополимера и сополимера получают путем смешивания, особенно предпочтительно тщательно смешивать компоненты, например, с использованием двухшнекового экструдера, предпочтительно экструдера с противовращением.
Примеры дополнительных полимерных материалов, которые можно добавить в слой смеси гомополимера и сополимера в термоусадочных пленках, согласно настоящему изобретению включают этиленовые гомо- и сополимеры, а также сополимеры высокого давления (ВД) (например, этилбутилакрилатные (ЭБА), этилметакрилатные (ЭМА) и этилвинилацетатные (ЭВА) сополимеры). Обычно их можно включать в количестве примерно до 40 мас.% слоя смеси гомополимера и сополимера, более предпочтительно - примерно до 25 мас.%, например от 18 до 22 мас.%
Введение полимеров, таких как ПЭНП, ЭМА, ЭВА и ЭБА, можно использовать для уравновешивания поведения термоусадочной пленки при усадке в направлении обработки (НО) и поперечном направлении (ПН). Среди них предпочтительны сополимеры ВД, такие как ЭМА, ЭВА и ЭБА, так как при этом можно улучшить эластичность, а ударная вязкость может сохраняться или улучшиться.
Термоусадочные пленки могут быть преимущественно многослойными пленками, например слоистыми материалами или совместно экструдированными многослойными пленками. Эти многослойные пленки можно получать традиционными способами. Слои (отличающиеся от слоя смеси гомополимера линейного этилена низкой плотности и сополимера) могут, например, включать ПЭНП; ЛПЭНП, полученный на катализаторе Циглера-Натта; ЛПЭНП, полученный на металлоценовом катализаторе, сополимеры этилена, полипропилен и нетканые материалы. Внешние слои из полипропилена и нетканых материалов можно использовать для предотвращения сплавления с упаковываемыми в термоусадочную пленку изделиями или их повреждения.
Термоусадочную пленку согласно изобретению обычно получают путем вытягивания через мундштук с кольцевым соплом, раздува в рукавную пленку посредством формирования пузыря, который сжимают между прижимными роликами после затвердевания. Эту пленку можно затем по желанию разрезать по длине, по ширине или преобразовать (например, в пленку в виде рукава с фальцами). В этом отношении можно использовать традиционные способы получения термоусадочной пленки. Обычно слой смеси гомополимера и сополимера экструдируют через мундштук (головку) при температуре от 160°С до 240°С и охлаждают продувкой газом (обычно воздухом) при температуре от 10 до 50°С, чтобы обеспечить высоту линии застывания в 2-8 раз больше диаметра мундштука (головки). Чтобы получить сбалансированные усадочные свойства, степень раздува должна быть относительно высокой, например в области от 2 до 5.
Термоусадочные пленки согласно изобретению можно, разумеется, использовать для упаковки или обшивки изделий, например книг, журналов, бутылок, и т.д., и это составляет следующий аспект изобретения.
Следовательно, с точки зрения следующего аспекта, в изобретении предложен способ упаковки предмета, включающий обертывание указанного предмета термоусадочной пленкой и усадку указанной пленки путем приложения к ней тепла, характеризующийся тем, что указанная пленка является термоусадочной пленкой согласно данному изобретению.
С точки зрения следующего аспекта в изобретении предложен предмет, упакованный в термоусадочную пленку согласно изобретению.
Термоусадочные пленки согласно изобретению отличаются от известных в технике термоусадочных пленок их особым сочетанием улучшенных механических и усадочных свойств. Во время процесса формирования пленки возникает высокая степень зацепленности полимерных цепей, приводящая к увеличению жесткости термоусадочной пленки и к высокоориентированной структуре, что обеспечивает улучшенные усадочные свойства. Таким образом, пленки согласно изобретению дают следующие преимущества свойств: низкое напряжение в расплаве (малая сила горячей усадки), пониженное образование отверстий во время усадки; большая сила холодной усадки, приводящая к улучшенному удерживанию термоусадочной пленкой упакованных в нее предметов; улучшенные механические свойства термоусадочных пленок, позволяющие упаковывать в них изделия, предъявляющие более высокие требования (например, с острыми краями) и/или позволяющие использовать более тонкие пленки (и, следовательно, позволяющие снизить количество упаковочного полимера), а также матовая поверхность. Матовая поверхность пленки обеспечивает не слипающуюся поверхность с низким коэффициентом трения, не требуя использования добавок для достижения таких свойств и делает более простым обращение с пленкой и раскрытие ее на стадии подачи пленки при упаковке в термоусадочную пленку. Таким образом, пленку легче использовать в автоматизированных процессах.
Таким образом, для однослойной термоусадочной пленки толщиной 150 мкм предпочтительными свойствами являются:
Прочность по методу падающего ударника: по меньшей мере 650 г/50%.
Сопротивление раздиру: по меньшей мере 10 Н в направлении обработки.
Сила холодной усадки: по меньшей мере 350 г, предпочтительно по меньшей мере 400 как в направлении обработки, так и в поперечном направлении.
Сила горячей усадки: менее 8 г как в направлении обработки, так и в поперечном направлении.
Более того, для всех термоусадочных пленок согласно изобретению усадка в поперечном направлении предпочтительно должна быть по меньшей мере 15%, например, по меньшей мере 20%.
Значения прочности по методу падающего ударника для термоусадочных пленок согласно изобретению являются выдающимися и никогда ранее в термоусадочных пленках не наблюдали таких высоких значений прочности по методу падающего ударника. Таким образом, еще в одном аспекте, в изобретении предложена полиолефиновая термоусадочная пленка, например полиэтиленовая термоусадочная пленка, имеющая отношение прочности по методу падающего ударника (г) к толщине пленки (мкм) 5 или более, предпочтительно 5,5 или более, в особенности 6 или более. Таким образом, пленка 5 в примерах имеет соотношение прочности по методу падающего ударника (г) к толщине пленки (мкм) 700/115=6,09 г/мкм.
Термоусадочная пленка в этом варианте выполнения должна предпочтительно включать смесь гомополимера и сополимера этилена, в частности такую, в которой молекулярно-массовое распределение находится в интервале от 5 до 40, а ее среднемассовая молекулярная масса составляет по меньшей мере 100 кД. Такая термоусадочная пленка предпочтительно является однослойной.
Авторы также обнаружили, что в однослойной форме (т.е. с одним слоем, а не в многослойной или слоистой форме) термоусадочные пленки, полученные при использовании смеси гомополимера и сополимера, могут использоваться для упаковки как маленьких, так и больших предметов, а также набора предметов. Таким образом, с точки зрения следующего аспекта, в изобретении предложена однослойная полиэтиленовая термоусадочная пленка, характеризующаяся тем, что указанный полиэтилен включает смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 5 до 40 и среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 100 кД (более предпочтительно от 200 до 280 кД, и в особенности от 230 до 270 кД). Подобные пленки могут обычно иметь толщину от 5 до 500 мкм, например от 100 до 200 мкм.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на следующие не ограничивающие его примеры.
Различные термины и свойства, упоминающиеся здесь, определяются следующим образом.
Молекулярно-массовое распределение (ММР): Оно определяется как Mw/Mn, где Mw является среднемассовой молекулярной массой (в дальтонах) и Мn является среднечисленной молекулярной массой (в дальтонах). Эти величины определяют с помощью гель-проникающей хроматографии.
СТР2.16 и СТР21.16 являются значениями скорости течения расплава, определенными при 190°С согласно ISO 1133.
Плотность определяли согласно ISO 1183.
Силы горячей и холодной усадки определяли как в направлении обработки (НО), так и в поперечном направлении (ПН) следующим образом. Из исследуемой пленки нарезали образцы шириной 15 мм и длиной 200 мм, как в НО, так и в ПН. Образцы жестко закрепляли в зажимах ячейки для растяжения таким образом, что расстояние между зажимами составляло 100 мм и фактическое усилие равнялось нулю. Затем образцы обдували горячим воздухом при 250°С в закрытой камере в течение 1 минуты, и в это время измеряли усилие. Максимальное зарегистрированное усилие представляло собой силу горячей усадки. Камеру с горячим воздухом удаляли, в то время как усилие растяжения продолжали регистрировать. Максимальное усилие вновь регистрировали, и этот второй максимум представлял силу холодной усадки.
Усадку измеряли как в направлении обработки (НО), так и в поперечном направлении (ПН) следующим образом. Из образца пленки нарезали образцы шириной 10 мм и длиной 50 мм (Дн), как в НО, так и в ПН. Образцы помещали на предварительно нагретую подложку из талька и выдерживали при 160°С в печи с воздушной циркуляцией в течение 2 минут.После нагревания измеряли конечную длину (Дк) образцов.
Расчет усадки в НО (направление обработки, %)
Расчет усадки в ПН (поперечное направление, %)
где ДнНО - исходная длина образца в направлении обработки;
ДкНО - длина образца в направлении обработки после усадки;
ДнПН - исходная длина образца в поперечном направлении
ДкПН - длина образца в поперечном направлении после усадки. Расчет силы холодной и горячей усадки (НО и ПН) S=F/A;
где S - напряжение усадки, фунт/мм2 (p/mm2)
F - сила усадки, фунт (р)
A=t×b (мм2);
b=15 мм;
t=средняя толщина, полученная из трех измерений на одном и том же образце (мм).
Сопротивление удару (определяемое по методу падающего ударника (г/50%)).
Испытание по методу падающего ударника проводили по ISO 7765-1, метод "А". Ударник ("дротик") с полусферическим наконечником диаметром 38 мм роняли с высоты 0,66 мм на пленку, фиксированную поверх отверстия. Если образец разрушался, массу ударника снижали, а если нет, то увеличивали. Испытывали по меньшей мере 20 образцов. Рассчитывали массу, при которой разрушалось 50% образцов.
Прочность на прокол (определяли прокалыванием шариком (энергия/Дж) при +23°С, -20°С и -40°С).
Метод соответствует ASTM D 5748. Свойства при прокалывании (прочность, энергия разрушения, расстояние проникновения) определяют сопротивлением пленки проникновению зонда (19 мм диаметром) при заданной скорости (250 мм/мин).
Сопротивление раздиру (определяют путем испытания на раздир по Элмендорфу (Н))
Прочность на раздир измеряют, используя метод ISO 6383. Усилие, требуемое для распространения раздира образца пленки, измеряли с использованием маятникового устройства. Маятник колеблется под воздействием силы тяжести по дуге, разрывая образец с предварительно сделанным надрезом. Образец фиксируют с одной стороны маятником и с другой стороны стационарным зажимом. Прочность на раздир является силой, необходимой для разрыва образца.
Профиль толщины пленки (2-Сигма/%)
В лаборатории профиль толщины пленки определяют с помощью бесконтактной (емкостной) измерительной (сенсорной) системы от Octagon Process Technology. Из этих измерений можно также получить среднюю толщину, отношение минимальной и максимальной толщины, стандартное отклонение и расчетные допуски, выраженные как "2-Сигма" (удвоенное среднеквадратичное отклонение).
Внешний и внутренний коэффициент трения.
Коэффициент трения измеряют согласно ISO 8295. По определению он является сопротивлением скольжению между двумя поверхностями, лежащими в контакте друг с другом. Различие делается между статическим трением, которое должно преодолеваться в момент, когда начинается скольжение, и динамическим трением, которое присутствует во время скольжения при заданной скорости.
Пример 1
Термоусадочные пленки
Три термоусадочные пленки толщиной 150 мкм были получены в виде однослойных пленок экструзией с раздувом, с использованием традиционного пленочного экструдера. Экструдер был оборудован мундштуком диаметром 200 мм, и ширина его щели была 1 мм. Раздув пленки выполняли при температуре экструзии 200°С, степени раздува 1:3 и высоте линии застывания 900 мм. Пленку 1 получали, используя ПЭНП (FA3220 от Borealis A/S) с CTP2.16 (190°C) 0,3 г/10 мин и плотность 923 кг/м3. Пленку 2 получали из смеси 60 мас.% ПЭНП (FA3220) и 40 мас.%. ЛПЭНП, полученного в растворном процессе, с использованием 1-октена в качестве сомономера, СТР2.16 (190°С) 1,0 г/10 мин и плотностью 919 кг/м3. Пленку 3 получали с использованием смеси гомополимера и сополимера с широким ММР согласно изобретению, полученную в соответствии со способом, описанным в WO 99/41310, с использованием суспензионного реактора с циркуляцией и следующего за ним газофазного реактора, имеющую плотность 931 кг/м3, Mw 240 кД, CTP2.16 (190°C) 0,2 г/10 мин и ММР 22. Полимер для пленки 3 включал 59 мас.% фракции гомополимера с низкой молекулярной массой, имеющего CTP2.16 (190°C) 300 г/10 мин и плотность 970 кг/м3, и 41 мас.% фракции сополимера с высокой молекулярной массой, имеющего СТР21.6 (190°С)<3 г/10 мин и плотность<905 кг/м3. Для трех пленок измеряли усадку и механические свойства, результаты представлены ниже в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Пленка 1 | Пленка 2 | Пленка 3 | |
| Толщина пленки (мкм) | 150 | 150 | 150 |
| Температура экструзии (°С) | 200 | 200 | 200 |
| Степень раздува (СР) (1:х) | 3 | 3 | 3 |
| Высота линии застывания (ВЛЗ) | 900 | 900 | 900 |
| 1% модуль сопр. сечения в НО (МПа) | 160 | 160 | 300 |
| 1% модуль сопр. сечения в ПН (МПа) | 170 | 160 | 330 |
| Свободная усадка при 160°С в НО (%) | 67 | 64 | 46 |
| Свободная усадка при 160°С в ПН (%) | 38 | 30 | 20 |
| Сила горячей усадки в НО (г) | 19 | 11 | 5 |
| Сила горячей усадки в ПН (г) | 5 | 2 | 1 |
| Сила холодной усадки в НО (г) | 340 | 320 | 500 |
| Сила холодной усадки в ПН (г) | 300 | 330 | 500 |
| Показатель по методу падающего ударника (г/50%) | 590 | 640 | 950 |
| Сопротивление раздиру в НО (Н) | 3,4 | 8,5 | 20 |
Пример 2
Термоусадочные пленки
Две термоусадочные пленки толщиной 115 мкм получали путем экструзии с раздувом в виде совместно экструдированных пленок с помощью традиционного экструдера для пленок. Линия совместной экструзии была снабжена тремя экструдерами и мундштуком диаметром 200 мм и щелью 1,0 мм. Раздув пленки осуществляли при температуре экструзии 200°С со степенью раздува 1:3,8 и высотой линии застывания 900 мм.
Пленку 4 получали так, что все три слоя были из того же материала, что и пленка 1. Пленку 5 получали так, что внешние слои были из того же материала, что пленка 1, а внутренний слой был из того же материала, что пленка 3. Распределение слоев в пленке 5 было 30/40/30 (мас.%). У этих двух пленок измеряли усадку и механические свойства, результаты представлены ниже в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Пленка 4 | Пленка 5 | |
| Толщина пленки (мкм) | 115 | 115 |
| Температура экструзии (°С) | 200 | 200 |
| Степень раздува (ОР) (1:х) | 3,8 | 3,8 |
| Высота линии застывания (ВЛЗ) | 900 | 900 |
| 1% модуль сопр. сечения в НО (МПа) | 150 | 220 |
| 1% модуль сопр. сечения в ПН (МПа) | 160 | 250 |
| Свободная усадка при 160°С в НО (%) | 70 | 60 |
| Свободная усадка при 160°С в ПН (%) | 48 | 36 |
| Сила горячей усадки в НО (г) | 18 | 5 |
| Сила горячей усадки в ПН (г) | 6 | 2 |
| Сила холодной усадки в НО (г) | 260 | 350 |
| Сила холодной усадки в ПН (г) | 250 | 340 |
| Показатель по методу падающего ударника (г/50%) | 570 | 700 |
| Сопротивление раздиру в НО (Н) | 3,2 | 11,8 |
| * - согласно изобретению. |
Пример 3
Термоусадочные пленки
Три термоусадочные пленки толщиной 50 мкм получали путем экструзии с раздувом в виде совместно экструдированных пленок с помощью традиционного экструдера для пленок. Линия совместной экструзии была снабжена тремя экструдерами и мундштуком диаметром 200 мм и щелью 1,0 мм. Раздув пленки осуществляли при температуре экструзии 200°С с степенью раздува 1:3 и высотой линии застывания 900 мм.
Пленку 6 получали из одного и того же материала во всех слоях, а именно ПЭНП с СТР2.16 (190°С) 0,7 г/ 10 мин и плотностью 927 кг/м3, полученного с использованием способа, осуществляемого в трубчатом реакторе высокого давления.
Пленку 7 получали с двумя внешними слоями из того же материала, что и в пленке 6, в то время как внутренний слой был из материала, используемого для пленки 3. Распределение слоев в этой пленке составляло 25/50/25 (мас.%)
Пленку 8 получали из одного и того же материала во всех слоях, а именно материала, используемого для пленки 3.
Для трех пленок измеряли усадку и механические свойства, результаты представлены ниже в таблице 3.
| Таблица 3 | |||
| Пленка 6 | Пленка 7 | Пленка 8 | |
| Толщина пленки (мкм) | 50 | 50 | 50 |
| Температура экструзии (°С) | 200 | 200 | 200 |
| Степень раздува (СР) (1:х) | 3 | 3 | 3 |
| Высота линии застывания (ВЛЗ) | 900 | 900 | 900 |
| Прочность на разрыв в НО (МПа) | 32 | 48 | 57 |
| Прочность на разрыв в ПН (МПа) | 27 | 38 | 44 |
| 1% модуль сопр. сечения в НО (МПа) | 205 | 250 | 290 |
| 1% модуль сопр. сечения в ПН (МПа) | 215 | 290 | 370 |
| Свободная усадка при 160°С в НО (%) | 78 | 76 | 74 |
| Свободная усадка при 160°С в ПН (%) | 26 | 18 | 16 |
| Сила горячей усадки в НО (кПа) | 145 | 84 | 84 |
| Сила горячей усадки в ПН (кПа) | 11 | 5 | 0 |
| Сила холодной усадки в НО (кПа) | 1850 | 2070 | 2520 |
| Сила холодной усадки в ПН (кПа) | 1400 | 1350 | 2010 |
| Показатель по методу падающего ударника (г/50%) | 120 | 340 | 270 |
| Прокол, общая энергия (Дж) | 3,3 | 6,0 | 4,6 |
| Сопротивление раздиру в НО (Н) | 2,4 | 1,5 | 1,5 |
| Матовость(%) | 6,8 | 9,9 | 86 |
| Глянец (%) | 105 | 104 | 6,6 |
| * - согласно изобретению. |
1. Термоусадочная пленка, включающая полиэтиленовую пленку толщиной от 5 до 500 мкм, отличающаяся тем, что указанный полиэтилен включает смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 5 до 40 и среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 100 кД и плотность от 920 до 945 кг/м3.
2. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что гомополимер имеет плотность от 960 до 980 кг/м3.
3. Термоусадочная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сополимер имеет плотность от 890 до 920 кг/м3.
4. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что Mw смеси гомополимера и сополимера составляет от 150 до 300 кД.
5. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что Mw смеси гомополимера и сополимера составляет по меньшей мере 230 кД.
6. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что ММР смеси гомополимера и сополимера находится в интервале от 10 до 35.
7. Термоусадочная пленка по п.6, отличающаяся тем, что ММР смеси гомополимера и сополимера находится в интервале от 15 до 25.
8. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что соотношение гомополимера и сополимера в указанной смеси находится в интервале от 1:5 до 5:1 по массе.
9. Термоусадочная пленка по п.8, отличающаяся тем, что соотношение гомополимера и сополимера в указанной смеси находится в интервале от 60:40 до 40:60 по массе.
10. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что сополимер включает этилен и 1-бутен или этилен и 1-гексен.
11. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что сополимер включает тройной сополимер этилена, 1-бутена и 1-гексена.
12. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что указанная пленка имеет толщину от 20 до 120 мкм.
13. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что указанная пленка является многослойной.
14. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что указанная пленка является однослойной.
15. Термоусадочная пленка по п.14, отличающаяся тем, что указанная пленка имеет толщину от 100 до 200 мкм.
16. Термоусадочная пленка по п.1, отличающаяся тем, что указанная пленка дает усадку при воздействии тепла по меньшей мере 15% в поперечном направлении.
17. Термоусадочная пленка по п.13, отличающаяся тем, что указанная многослойная пленка включает слой, в котором по меньшей мере 95 мас.% получают из указанной смеси гомополимера и сополимера.
18. Способ упаковки предмета, включающий обертывание термоусадочной пленкой указанного предмета и усадку указанной пленки путем воздействия на нее тепла, отличающийся тем, что указанная пленка является термоусадочной пленкой по любому из пп.1-17.
19. Предмет, упакованный в термоусадочную пленку по любому из пп.1-17.
20. Применение полиэтиленовой композиции, включающей смесь гомополимера и сополимера этилена, имеющую молекулярно-массовое распределение в интервале от 10 до 35 и среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 150 кД и плотность от 920 до 945 кг/м3, для получения термоусадочной пленки.
21. Термоусадочная пленка по п.1, имеющая отношение значения прочности по методу падающего ударника (г) (определенного по ISSO 7765-1, метод «А») к толщине пленки (мкм), равное 5 г/мкм или более.
22. Термоусадочная пленка по п.21, отличающаяся тем, что пленка является однослойной.
23. Термоусадочная пленка по п.21 или 22, отличающаяся тем, что отношение значения прочности по методу падающего ударника (г) к толщине пленки (мкм) равно 6 г/мкм или более.
