BE1026531B1

BE1026531B1 - Meerlaagse folie

Info

Publication number: BE1026531B1
Application number: BE20190018A
Authority: BE
Inventors: Gary Buchalter
Original assignee: British Polythene Ltd
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-03-11
Also published as: BE1026531A1; GB201810853D0

Abstract

Een meerlaags film of vel omvattende een eerste laag polyethyleen en een tweede laag polyethyleen. De eerste laag heeft een eerste dichtheid en de tweede laag heeft een tweede dichtheid; deze dichtheden zijn verschillend. De film of vel omvat ook ten minste één kern of binnenlaag van een polyethyleengebaseerde laag met zuurstofbarrière-eigenschappen.

Description

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op uit polyethyleenharsen bereide folies (een dun continu polymeer materiaal) en platen. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op uit bepaalde polyetheensamenstellingen vervaardigde meerlaagse folies en platen en op polyethyleen gebaseerde organische mengsels.

Polyethyleen is een polymeer van ethyleen; in het bijzonder: alle verschillende gedeeltelijk kristallijne lichtgewicht thermoplasten (CH2CH2)x die bestendig zijn tegen chemicaliën en vocht, goede isolerende eigenschappen hebben, en bijvoorbeeld gebruikt worden bij verpakking en isolatie. Polyethyleen is een familie van materialen met dichtheden die gewoonlijk van 0,86 g/cm3 tot 0,965 g/cm3 variëren.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding wordt een meerlaagse folie of plaat verschaft, omvattende een eerste laag van polyethyleen met een eerste dichtheid en een tweede laag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden verschillend zijn, en ten minste één kern- of binnenlaag van een op polyethyleen gebaseerde laag met zuurstofbarrière-eigenschappen.

Volgens een verder aspect van de onderhavige uitvinding wordt een meerlaagse folie of plaat verschaft, omvattende een eerste oppervlaktelaag van polyethyleen met een eerste dichtheid en een tweede tegenoverliggende oppervlaktelaag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden verschillend zijn; en ten minste één kern- of binnenlaag van een op polyethyleen gebaseerde laag met zuurstofbarrière-eigenschappen.

In sommige uitvoeringsvormen omvat(ten) de barrièrelaag/lagen een mengsel van organische grondstof op basis van PE.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding wordt een meerlaagse folie of plaat verschaft, omvattende een eerste laag van polyethyleen met een eerste dichtheid en een tweede laag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden verschillend zijn, en een binnenlaag van

BE2019/0018 een op polyethyleen gebaseerd organisch mengsel met zuurstofbarrièreeigenschappen.

In sommige uitvoeringsvormen is de folie of plaat een drielaagse structuur. Andere uitvoeringsvormen hebben meer dan drie lagen, bijvoorbeeld vijf lagen.

De binnenlaag kan een dikte hebben in het bereik van 4 μm tot 120 μm, bijvoorbeeld ongeveer 8 μm of 12 μm voor een foliestructuur en ongeveer 50 μm of 60 μm voor een plaatstructuur.

In sommige uitvoeringsvormen is de eerste laag een buitenlaag en is de tweede laag een binnenlaag, d.w.z. de eerste en tweede lagen zijn de huid aan de boven- en onderkant (in doorsnede) van de folie.

In sommige uitvoeringsvormen is de eerste dichtheid hoger dan de tweede dichtheid. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om een temperatuurdifferentieel in een folie te vormen als twee secties van folie door warmte aan elkaar gedicht worden, bijvoorbeeld met twee respectieve binnenlagen tegenover elkaar.

De eerste dichtheid kan in het bereik van 0,910 g/cm3 tot 0,965 g/cm3 liggen. De eerste dichtheid kan bijvoorbeeld ongeveer 0,931 g/cm3 voor een foliestructuur en ongeveer 0,920 g/cm3 voor een plaatstructuur zijn.

Voor een foliestructuur kan de tweede dichtheid in het bereik van 0,80 g/cm3 tot 0,90 g/cm3 liggen. De tweede dichtheid kan bijvoorbeeld ongeveer 0,88 g/cm³ zijn.

Voor een plaatstructuur kan de tweede dichtheid in het bereik van 0,90 g/cm3 tot 0,965 g/cm3 liggen. De tweede dichtheid kan bijvoorbeeld ongeveer 0,92 g/cm3 zijn.

De dichtheid van de kern- of binnenlaag kan in het bereik van 0,95 g/cm3 tot

1,5 g/cm3 liggen. De dichtheid van de kernlaag kan bijvoorbeeld ongeveer 1,1 g/cm³ zijn.

BE2019/0018

De eerste laag van een dunne folie kan een dikte in het bereik van 4 μm tot 25 μm hebben. De eerste laag kan bijvoorbeeld een dikte van ongeveer 15 μm hebben.

De tweede laag kan een dikte in het bereik van 4 μm tot 30 μm hebben. De tweede laag kan bijvoorbeeld een dikte van ongeveer 15,0 μm hebben.

De totale dikte van de folie kan in het bereik van 30 μm tot 200 μm liggen. De dikte van de folie kan bijvoorbeeld ongeveer 120 μm zijn.

De dikte van een plaat kan in het bereik van 200 μm tot 1000 μm liggen. De eerste laag kan een dikte in het bereik van 20 μm tot 200 μm hebben. De tweede laag kan een dikte in het bereik van 20 μm tot 200 μm hebben.

Een barrièrelaag kan een dikte in het bereik van 5 μm tot 100 μm hebben, bijvoorbeeld ongeveer 10 μm voor een foliestructuur en ongeveer 30 μm voor een plaatstructuur.

In sommige uitvoeringsvormen wordt de folie gevormd door een coextrusieproces (de extrusie van meerdere lagen materiaal tegelijkertijd), bijvoorbeeld een geblazen folie co-extrusieproces (dat betrekking heeft op de extrusie van een buis gesmolten polymeer door een ringvormige matrijs en uitzetting naar een grotere afmeting dan de oorspronkelijke diameter, om een dunne foliebel te vormen). Platen kunnen bijvoorbeeld met gebruik van een plaatmatrijs gevormd worden.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een drielaagse gecoëxtrudeerde polyethyleenfolie omvattende een binnenlaag van polyethyleen met een eerste dichtheid en een buitenlaag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden verschillend zijn, en een kern- of binnenlaag van een op polyethyleen gebaseerd organisch mengsel tussen de binnen- en buitenlagen, waarbij de kern- of binnenlaag zuurstofbarrière-eigenschappen heeft.

In sommige uitvoeringsvormen is het barrièremateriaal alleen in de kernlaag gebruikt.

BE2019/0018

In sommige uitvoeringsvormen is het materiaal dat gebruikt wordt om de barrière in de barrière/kernlaag te verschaffen een PE-compatibel organisch, voor voedsel goedgekeurd mengsel.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een product, zoals een zak, stroomwikkelpak, schaal of deksel, gevormd uit een folie of plaat zoals hierin beschreven. In sommige uitvoeringsvormen zijn alle lagen van het product polyethyleen of op polyethyleen gebaseerd organisch mengsel, waardoor het gemakkelijk gerecycled kan worden door standaard polyethyleenrecycleerkanalen.

De onderhavige uitvinding voorziet ook in het gebruik van in de handel verkrijgbare adhesieversterkers in aan een barrièrelaag grenzende lagen om samenhang van de totale structuur te verzekeren. Laagconcentratie van dit additief kan tussen 10% en 100% en kenmerkend 20% zijn wanneer het niet in een afzonderlijke laag van zichzelf is.

De onderhavige uitvinding voorziet ook in de bereiding van een polyethyleenfolie voor gebruik bij de vervaardiging van een wegwerpbare zak en daaruit gevormde zakken.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een rechtopstaande zak die eenvoudig recycleerbaar in de polyethyleen recycleerstroom is, waarbij de zak gevormd is uit folie zoals hierin beschreven, en gevormd door het aan elkaar dichten van tegenoverliggende panelen van folie, met respectieve binnenlagen aan elkaar gedicht.

In sommige aspecten en uitvoeringsvormen is een folie ontworpen om binnenlaag aan binnenlaag met een temperatuurdifferentieel met de buitenlaag af te dichten. In andere aspecten en uitvoeringsvormen verschaft een schaalstructuur een bovenoppervlak om op een geschikt deksel af te dichten. In andere aspecten en uitvoeringsvormen verschaft een dekselstructuur een onderoppervlak om op een geschikte schaal af te dichten.

Verschillende aspecten en uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen afzonderlijk of samen gebruikt worden.

BE2019/0018

Verdere specifieke en voorkeursaspecten van de onderhavige uitvinding worden in de bijgevoegde onafhankelijke en afhankelijke conclusies uiteengezet. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen wanneer geschikt gecombineerd worden met de kenmerken van de onafhankelijke conclusies, en in combinaties anders dan die welke expliciet in de conclusies uiteengezet worden.

De onderhavige uitvinding zal nu meer in het bijzonder beschreven worden, bij wijze van voorbeeld, onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.

De voorbeelduitvoeringsvormen worden in voldoende detail beschreven om de vakman in staat te stellen de hierin beschreven systemen en processen uit te voeren en te implementeren. Het is belangrijk om te begrijpen dat uitvoeringsvormen in veel alternatieve vormen verschaft kunnen worden en niet als beperkt tot de hierin uiteengezette voorbeelden opgevat moeten worden.

Terwijl uitvoeringsvormen op verschillende manieren gemodificeerd kunnen worden en verschillende alternatieve vormen kunnen aannemen, worden derhalve specifieke uitvoeringsvormen daarvan in de tekeningen getoond en hieronder in detail als voorbeelden beschreven. Het is niet de bedoeling om tot de beschreven specifieke vormen te beperken. Integendeel, alle wijzigingen, equivalenten en alternatieven die binnen de reikwijdte van de bijgevoegde conclusies vallen moeten meegenomen worden. Elementen van de voorbeelduitvoeringsvormen worden consistent met dezelfde verwijzingscijfers in alle tekeningen en de gehele gedetailleerde beschrijving waar van toepassing aangeduid.

Tenzij anders gedefinieerd, moeten alle hierin gebruikte termen (inclusief technische en wetenschappelijke termen) geïnterpreteerd worden zoals gebruikelijk is in het vakgebied. Het zal verder begrepen worden dat termen in algemeen gebruik ook zoals gebruikelijk is in het relevante vakgebied geïnterpreteerd moeten worden en niet in een geïdealiseerde of overdreven formele betekenis tenzij expliciet hierin gedefinieerd.

In de volgende beschrijving worden alle oriëntationele termen, zoals bovenste, onderste, verticale, horizontale, radiale en axiale, gebruikt met

BE2019/0018 betrekking tot de tekeningen en moeten niet geïnterpreteerd worden als beperkend voor de uitvinding.

In figuur 1 is een gecoëxtrudeerde meerlaagse folie in het algemeen aangegeven als 10.

De folie 10 omvat een eerste, buiten laag 15 van polyethyleen, een tweede, binnen laag 20 van polyethyleen en een kern-, barrièrelaag 25 van polyethyleen.

De laag 15 is gevormd uit polyethyleen met een hogere dichtheid dan de laag 20. De laag 25 is gevormd uit een PE-compatibele organische, voor voedsel goedgekeurde samengestelde hars met zuurstofbarrière.

Zoals weergegeven in figuur 2, wanneer twee delen van de folie aan elkaar gedicht zijn, worden de twee lagen 15a, 15b buitenlagen en zijn de twee lagen 20a, 20b aan elkaar gedicht en worden binnenlagen. De folie kan door warmte aan elkaar gedicht worden met gebruik van bestaande in de handel verkrijgbare apparatuur vanwege de dichtheidsgradiënt tussen de lagen 15a, 15b en de lagen 20a, 20b.

In sommige uitvoeringsvormen worden de lagen gevormd op basis van warmtebestendigheid (die kan overeenkomen met dichtheid maar niet noodzakelijkerwijs) waarbij een PE-laag met een hogere warmtebestendigheid als een buitenlaag gevormd is en een laag met een lagere bestendigheid als een binnenlaag gevormd is, hetgeen een differentieel in temperatuurbestendigheid over de dikte van de folie verschaft.

Figuur 3 toont een folie 130 gevormd volgens een verdere uitvoeringsvorm.

De folie 130 omvat, van buiten naar binnen, een buitenlaag 135 van PE met gemiddelde dichtheid, een laag 140 van PE met hoge dichtheid, een verdere laag 145 van PE met hoge dichtheid, een barrièrelaag 150 van PE en een binnenlaag 155 van PE met lage dichtheid. Voor doeleinden van afdichten zou binnenlaag 155 dan afdichten tegen een andere dergelijke laag, waarbij de laag 130 beide externe vlakken vormt.

BE2019/0018

Figuur 4 toont een plaat 260 gevormd volgens een verdere uitvoeringsvorm.

De folie 260 omvat, van buiten naar binnen, een buitenlaag 265 van PE met gemiddelde dichtheid, een barrièrelaag 270 van PE, een laag 275 van PE met hoge dichtheid, een verdere barrièrelaag 280 van PE, en een binnenlaag 285 van PE met lage dichtheid.

Folies en platen gevormd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding kunnen gebruikt worden om bijvoorbeeld recycleerbare opstaande zakken, schaal, deksels en stroomwikkelpakken met zuurstofbarrièreeigenschappen te vervaardigen.

Figuur 5 toont de resultaten van testen die uitgevoerd zijn met betrekking tot een verscheidenheid aan verschillende folies (die alle vijflaagse folies met twee barrièrelagen zijn) gevormd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding.

Hoewel illustratieve uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin in detail geopenbaard worden, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de precieze getoonde uitvoeringsvormen en dat verschillende veranderingen en modificaties daarin door de vakman bewerkstelligd kunnen worden, zonder af te wijken van de reikwijdte van de uitvinding zoals gedefinieerd door de bijgevoegde conclusies en hun equivalenten.

Claims

1. Meerlaagse folie of plaat omvattende een eerste laag van polyethyleen met een eerste dichtheid en een tweede laag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden verschillend zijn, en ten minste één kern- of binnenlaag van een op polyethyleen gebaseerde laag met zuurstofbarrière-eigenschappen.

2. Folie of plaat volgens conclusie 1, waarbij de kern- of binnenlaag een dikte in het bereik van 5 μm tot 20 μm heeft.

3. Folie of plaat volgens conclusie 2, waarbij de kern- of binnenlaag een dikte van ongeveer 10 μm of 15 μm heeft.

4. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste laag een buitenlaag is en de tweede laag een binnenlaag is.

5. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste dichtheid hoger is dan de tweede dichtheid.

6. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste dichtheid in het bereik van 0,929 g/cm³ tot 0,965 g/cm³ ligt.

7. Folie of plaat volgens conclusie 6, waarbij de eerste dichtheid ongeveer 0,931 g/cm³ is.

8. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede dichtheid in het bereik van 0,80 g/cm³ tot 0,90 g/cm³ ligt.

9. Folie of plaat volgens conclusie 8, waarbij de tweede dichtheid ongeveer 0,88 g/cm³ is.

10. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dichtheid van de kern- of een binnenlaag in het bereik van 1,0 g/cm³ tot 1,5 g/cm³ ligt.

BE2019/0018

11. Folie of plaat volgens conclusie 10, waarbij de dichtheid van de kern- of een binnenlaag ongeveer 1,1 g/cm³ is.

12. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste laag een dikte in het bereik van 5 μm tot 25 μm heeft.

13. Folie of plaat volgens conclusie 12, waarbij de eerste laag een dikte van ongeveer 16 μm heeft.

14. Folie of plaat volgens conclusie 13, waarbij de tweede laag een dikte in het bereik van 5 μm tot 30 μm heeft.

15. Folie of plaat volgens conclusie 14, waarbij de tweede laag een dikte van ongeveer 13 μm heeft.

16. Folie volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de folie in het bereik van 30 μm tot 200 μm ligt.

17. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de plaat in het bereik van 200 μm tot 1000 μm ligt.

18. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste laag een dikte in het bereik van 20 μm tot 200 μm heeft.

19. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede laag een dikte in het bereik van 20 μm tot 200 μm heeft.

20. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste dichtheid in het bereik van 0,900 g/cm³ tot 0,965 g/cm³ ligt.

21. Folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de of ten minste één van de barrièrelagen een dikte in het bereik van 5 μm tot 50 μm heeft.

22. Drielaagse gecoëxtrudeerde polyethyleenfolie of -plaat omvattende een binnenlaag van polyethyleen met een eerste dichtheid en een buitenlaag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden

BE2019/0018 verschillend zijn, en een tussen de binnen- en buitenlagen gevormde kernlaag van polyethyleen, waarbij de kernlaag zuurstofbarrière-eigenschappen heeft.

23. Folie of plaat volgens conclusie 22, waarbij het barrièremateriaal alleen in de kern- of een binnenlaag gebruikt wordt.

24. Vijflaagse folie of plaat omvattende: een binnenlaag van polyethyleen met een eerste dichtheid; een op polyethyleen gebaseerde barrièrelaag; een centrale laag van polyethyleen; een op polyethyleen gebaseerde zuurstofbarrièrelaag; en een buitenlaag van polyethyleen met een tweede dichtheid, waarbij de eerste en tweede dichtheden verschillend zijn.

25. Meerlaagse folie of plaat omvattende een eerste laag van polyethyleen met een hogere warmtebestendigheid en een tweede laag van polyethyleen met een lagere warmtebestendigheid, en een tussen de eerste en tweede lagen aangebrachte kern- of binnenlaag van polyethyleenlaag met zuurstofbarrièreeigenschappen.

26. Folie volgens conclusie 25, waarbij de eerste laag als een uitenlaag aangebracht is en de tweede laag als een binnenlaag aangebracht is, zodat, wanneer ze aan elkaar gedicht zijn, twee tegenoverliggende tweede lagen tegen elkaar afdichten.

27. Zak, stroomwikkelpak, schaal of deksel gevormd uit een folie of plaat volgens één van de voorgaande conclusies.

28. Opstaande zak, stroomwikkelpak of deksel die/dat eenvoudig recycleerbaar in de polyethyleenrecycleerstroom is, waarbij het pak uit een folie volgens één van de conclusies 1 - 26 gevormd is, en door het aan elkaar dichten van tegenoverliggende panelen van folie gevormd is, met respectieve binnenlagen aan elkaar gedicht.

29. Schaal gevormd uit een plaat die een binnenlaag bevat die gedeeltelijk of volledig samengesteld is uit een op polyethyleen gebaseerd organisch zuurstofbarrièremengsel dat eenvoudig recycleerbaar in de polyethyleenrecycleerstroom is, waarbij de eerste laag door warmte dichtbaar met een geschikte afdekfolie is.