ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ УПАКОВКИ ЭТОГО ИЗДЕЛИЯ В ПОЛИМЕРНУЮ ПЛЕНКУ Российский патент 2010 года по МПК B65B53/02 

Область техники

Группа изобретений относится к новому применению полимерных пленок, полученных путем вытяжения в продольном направлении, в частности, путем вытяжения с «малым зазором».

Предшествующий уровень техники

В контексте настоящего изобретения термин «способ вытяжения с малым зазором» включает любой способ, включающий передачу нагретой полимерной пленки с первого нагретого вала, имеющего первый радиус и вращающегося с первой радиальной скоростью, на второй вал, имеющий второй радиус и вращающийся со второй радиальной скоростью, которая больше, чем первая радиальная скорость, через зазор, который является настолько малым, насколько это возможно. Такие способы описаны в двух публикациях: US 5184379 и US 6375781.

В статье "Industrial Applications Of SML Short Gap Monoaxially Film Stretching Process" (http://olymp.wu-wien.ac.at:8080/usr/h98a/h9851644/news/news8.htm) автор описывает способ вытяжения с малым зазором, который он использует, некоторые свойства полученных пленок и множество возможных применений таких пленок.

Настоящее изобретение предлагает новое применение таких пленок, в общем смысле пленок, полученных вытяжением в одном продольном направлении.

Раскрытие изобретения

Согласно одному аспекту изобретение относится к способу упаковки изделия в термоусадочную полимерную пленку, в соответствии с которым:

(а) получают полимерную пленку способом, включающим вытяжение пленки по существу в продольном направлении, которое осуществляют с использованием по меньшей мере одной пары валов, вращающихся с различными линейными скоростями, причем расстояние между валами по меньшей мере в 10 раз меньше, чем ширина пленки, с получением термоусадочной полимерной пленки;

(б) обертывают по меньшей мере часть внешней поверхности изделия частью полученной термоусадочной полимерной пленки;

(в) нагревают термоусадочную полимерную пленку, которая при этом сжимается вокруг изделия.

Согласно другому аспекту изобретение относится к изделию, упакованному указанным выше способом.

Типичными изделиями, которые упаковывают согласно изобретению, являются контейнеры, в частности цилиндрические контейнеры, более конкретно, цилиндрические контейнеры, имеющие на разных участках разные диаметры, такие как бутылки для напитков, банки для напитков, контейнеры для жидкого мыла, шампуня, батарейки, контейнеры для медицинских препаратов, бутылки с печатями для защиты от вскрытия и т.п. Однако изобретение не ограничено упаковкой только перечисленных изделий и может быть использовано для упаковки изделий любой формы, например таких форм, как вилки, чашки, доски и т.д.

В контексте настоящего изобретения термин «упаковка изделия» означает обертывание изделия в непосредственной близости от наружной поверхности изделия. Во многих случаях упаковка включает приложение пленки на всю поверхность упаковываемой части изделия. Однако это не является необходимым, и изобретение не ограничено такими случаями.

Термин «термоусадочный» означает, что пленка может сжиматься при нагревании. Она может сжиматься в двух направлениях (пленка, термоусадочная в двух направлениях) или в одном направлении (пленка, термоусадочная в одном направлении). Термоусадочные пленки согласно изобретению сжимаются в одном направлении, а в другом направлении они сохраняют исходные размеры, либо их изменение не превышает 5%.

Вытяжение пленки осуществляют по существу в продольном направлении, а сжатие в других направлениях практически исключено благодаря использованию валов, расстояние между которыми по меньшей мере в 10 раз меньше, чем ширина пленки (или валов). Расстояние между валами согласно изобретению меньше ширины пленки в 10-5000 раз, предпочтительно примерно в 50-2500 раз.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения пленка сжимается в направлении, которое является направлением подачи пленки, а упаковку осуществляют путем обматывания изделия.

Согласно другому варианту осуществления изобретения пленку обертывают вокруг изделия методом рукава, а именно сначала пленку режут, замыкают с образованием рукава, который имеет главную ось в направлении подачи пленки, изделие вставляют в рукав, который затем нагревают, и он сжимается вокруг изделия.

Степень сжатия, которую достигают в способе согласно изобретению, может составлять примерно от 10 до 90%. Хотя степень сжатия до 20% также можно получить с использованием других способов, для применений, где требуется сжатие 60% и более, настоящее изобретение, в котором используется полимерная пленка, полученная путем вытяжения с «малым зазором», предлагает единственное решение, которое известно авторам на сегодняшний день. Соответственно, настоящее изобретение также предлагает полимерный лист, сжатый в одном направлении вдоль его главной оси (в направлении подачи из машины) до 50% или менее от его исходных размеров, предпочтительно до 40% или менее. В случае полимерного листа из полиолефина, такого как полиэтилен или полипропилен, в уровне техники предложено только сжатие в одном направлении подачи из машины до не менее 75% от его исходных размеров, а изобретение предлагает листы из таких полимеров, которые сжаты до 70% или менее, предпочтительно до 60% или менее от их исходных размеров. Возможность сжатия полимерных листов в большей степени позволяет упаковывать изделия способом обертывания, даже если его контуры на одном участке сильно отличаются от контуров на другом участке. В данном контексте «сильно отличаются» означает различие 50% или более, а когда упаковочным полимером является полиолефин, различие составляет 30% или более.

Полимерная пленка для применения согласно изобретению может состоять из любого полимерного материала, известного в данной области; некоторые примеры включают: полистирол, полиолефины, такие как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиамиды, полиэстер, нейлон, их сополимеры, смеси, циклические олефиновые сополимеры и т.д. В частности, многослойная усадочная полимерная пленка также применима согласно изобретению. Неограничивающие примеры подходящих термоусадочных многослойных полимеров включают такие, где все слои подлежат вытяжению на стадии (а), как описано выше, и такие, которые получены путем присоединения слоя, который подлежит вытяжению на стадии (а), как описано выше, к другому слою, например к слою, ориентированному в двух направлениях. Такое присоединение можно осуществить любыми известными способами, такими как ламинирование, коэкструзия и т.п.

В зависимости от используемых полимера и добавок, упаковка может иметь различные свойства, такие как барьер по отношению к газам (в качестве барьера против диффузии газов), таким как кислород, азот, воздух, СО₂ и/или водяной пар, к УФ - излучению или их сочетанию. В этом случае можно получить упаковку, которая продлевает время хранения изделий, которые чувствительны к воде, кислороду, УФ - излучению.

Значения температуры, до которой должна быть нагрета пленка, чтобы дать усадку, известны в данной области для аналогичных пленок, полученных другими способами (например, между примерно 80 и 120°С, в зависимости от типа используемого полимера), хотя могут потребоваться некоторые уточнения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для понимания изобретения и иллюстрации того, каким образом его можно осуществить, ниже описан один возможный вариант изобретения, который не ограничивает рамки изобретения.

Полимерную пленку получали из смеси двух полиэтиленовых смол, одна из которых была произведена в Испании фирмой Dow Plastics и продавалась под товарным знаком Dowlex™, а другая была произведена фирмой Basell Polyolefins (Германия) и продавалась под товарным знаком Hostalen™. Полимер обрабатывали в машине для вытяжения с «малым зазором» производителя Lenzing Aktiengesellschaft, описанной в патенте US 5184379, при температуре нагревания 100°С-120°С и отношении вытяжения 1:6, с получением пленки, термоусадочной в одном направлении. Пленку, полученную таким способом, подвергали сжатию до 70% при последующем нагревании до 100-110°С.

Полученную пленку, термоусадочную в одном направлении, использовали для упаковки пластиковой бутылки в форме женской фигуры, имеющей максимальный наружный диаметр 6,84 см и минимальный наружный диаметр 6,05 см. Упаковку осуществляли на маркировочной машине компании KRONES типа Krones Contiroll 720-12, где предусмотрена подача на валы и сжатие, с производительностью 18000 бутылок в час, при температуре в туннеле 250°С.

Пленку обертывали вокруг барабана, разрезали для получения этикетки, наносили клей на кромки этикетки. Затем этикетку обертывали вокруг бутылки таким образом, что кромки с нанесенным клеем прикрепляли этикетку к бутылке, таким образом маркированную бутылку нагревали, в результате чего этикетка сжималась. Такой способ отличается от способа по типу «рукава», который не является способом в соответствии с настоящим изобретением, где изделие, подлежащее упаковке, вносят в рукав из упаковочного полимера, а затем рукав сжимают.

Группа изобретений относится к способу упаковки изделия в термоусадочную полимерную пленку, к вариантам изделия, упакованного в термоусадочную полимерную пленку, и к вариантам полимерных листов. Способ упаковки изделия в термоусадочную полимерную пленку заключается в получении полимерной пленки и включает вытяжение пленки в продольном направлении, которое осуществляется с использованием по меньшей мере одной пары валов, вращающихся с различными линейными скоростями, причем расстояние между валами по меньшей мере в 10 раз меньше, чем ширина пленки. Обертывание части внешней поверхности изделия частью полученной термоусадочной полимерной пленки осуществляют путем обматывания вокруг первого и второго участка изделия, где контур первого участка меньше контура второго участка на 30 или более процентов, и нагрев пленки для ее усадки, которое происходит в направлении подачи пленки вокруг изделия. Согласно первому варианту полимерный лист при нагреве сжимается в одном направлении до 50 процентов или менее от его исходных размеров, предпочтительно до 40 процентов или менее от его исходных размеров, а в поперечном направлении исходные размеры листа сохраняются либо их изменение не превышает 5 процентов. Согласно второму варианту полимерный лист изготавливают из полиолефина, и при нагреве он сжимается в одном направлении до 70 процентов или менее от его исходных размеров, предпочтительно до 60 процентов или менее от его исходных размеров, а в поперечном направлении исходные размеры листа сохраняются либо их изменение не превышает 5 процентов. Изделие по первому варианту упаковывают указанным способом в термоусадочную пленку. Согласно второму варианту выполнения изделие содержит контур первого участка, который на 50 процентов меньше контура второго участка, предпочтительного на 30 процентов или более меньше контура второго участка, упакованного способом обматывания в полимерную пленку, которая является термоусадочной до степени, которая соответствует первому и второму участкам. Достигается расширение применения термоусадочных полимерных пленок при упаковке изделий. 5 н. и 15 з.п. ф-лы.

1. Способ упаковки изделия в термоусадочную полимерную пленку, в соответствии с которым:
(а) получают полимерную пленку способом, включающим вытяжение пленки, по существу, в продольном направлении, которое осуществляют с использованием по меньшей мере одной пары валов, вращающихся с различными линейными скоростями, причем расстояние между валами по меньшей мере в 10 раз меньше, чем ширина пленки, с получением термоусадочной полимерной пленки;
(б) обертывают по меньшей мере часть внешней поверхности изделия частью полученной термоусадочной полимерной пленки путем обматывания изделия и
(в) нагревают термоусадочную полимерную пленку, которая при этом сжимается вокруг изделия, где используют термоусадочную пленку, которая способна сжиматься в направлении, которое является направлением подачи пленки, причем изделие обматывают полимерной пленкой вокруг первого и второго участков, где контур первого участка меньше контура второго участка на 30% или более.

2. Способ по п.1, где расстояние между валами меньше ширины пленки в 10-5000 раз, предпочтительно в 50-2500 раз.

3. Способ по п.1, где изделие представляет собой контейнер, который является цилиндрическим и имеет на разных участках разные диаметры.

4. Способ по п.1, где используют пленку, которая способна сжиматься в диапазоне от 90 до 10% от ее исходных размеров.

5. Способ по п.4, где используют пленку, которая способна сжиматься до, примерно, 40% от ее исходных размеров.

6. Способ по п.1, где используют полимерную пленку, которая содержит полимер выбранный из группы, включающей полистирол, полиолефин, поливинилхлорид, полиамиды, полиэстер, нейлон, их сополимеры и их смеси.

7. Способ по п.6, где полиолефин выбран из группы, включающей полиэтилен и полипропилен.

8. Способ по п.1, где используют полимерную пленку, которая способна действовать в качестве барьера против диффузии газов и/или проникновения УФ-излучения.

9. Способ по п.8, где газ представляет собой кислород, азот, воздух, CO₂ и/или водяной пар.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что после стадии (а) дополнительно включают стадию (а1), на которой присоединяют указанную термоусадочную полимерную пленку к по меньшей мере одной полимерной пленке с получением многослойной термоусадочной полимерной пленки, причем на стадиях (б) и (в) указанная термоусадочная полимерная пленка является многослойной.

11. Способ по п.10, где присоединение на стадии (а1) осуществляют путем ламинирования или коэкструзии.

12. Способ по п.1, где полимерная пленка состоит из множества слоев, присоединенных друг к другу с получением многослойной пленки.

13. Изделие, упакованное в термоусадочную полимерную пленку способом по п.1.

14. Изделие по п.13, имеющее форму цилиндра, который имеет на разных участках разные диаметры.

15. Изделие по п.14, где пленка, в которую упаковано изделие, представляет собой этикетку с напечатанным текстом.

16. Полимерный лист, сжатый в одном направлении, которое является направлением подачи из машины, до 50% или менее от его исходных размеров, предпочтительно до 40% или менее от его исходных размеров, а в поперечном направлении исходные размеры листа сохраняются либо их изменение не превышает 5%.

17. Полимерный лист, изготовленный из полиолефина, сжатый в одном направлении, которое является направлением подачи из машины, до 70% или менее от его исходных размеров, предпочтительно до 60% или менее от его исходных размеров, а в поперечном направлении исходные размеры листа сохраняются либо их изменение не превышает 5%.

18. Изделие, имеющее контур первого участка, который по меньшей мере на 50% или более меньше контура второго участка, предпочтительно на 30% или более, упакованное способом обматывания в полимерную пленку, которая является термоусадочной до степени, которая соответствует первому и второму участкам.

19. Изделие по п.18, где полимерная пленка выполнена из полистирола.

20. Изделие по п.18, где полимерная пленка является олефиновой, предпочтительно выполнена из полиэтилена и/или полипропилена.