Granice grubości. Ultracienkie nieorientowane folie polipropylenowe – Krzysztof Uziałło

25 Apr 2014 10:16

Typowy zakres grubości folii cPP otrzymywanych przy użyciu technologii wylewania wynosi 20-100 µm. W większości aplikacji opakowaniowych zastosowanie mają folie o grubości 25-60 µm. W technologii cast grubość folii jest uzyskiwana poprzez różnicę prędkości liniowej strumienia stopionej masy wypływającej z głowicy oraz prędkości obwodowej walca odbierającego folię. Wytworzenie prawidłowej folii nieorientowanej stanowi wyzwanie zarówno po stronie jakości i wyposażenia dostępnego parku maszynowego, jak i zastosowanych rozwiązań recepturowych. W większości nowoczesnych linii technologicznych przeznaczonych do wytwarzania nieorientowanych folii polipropylenowych cPP istnieje możliwość uformowania struktury warstwowej przez zastosowanie 3-, 5- bądź 7-warstwowego bloku zasilającego (ang. Feed-block) stanowiącego rodzaj formującego podzespołu łączącego ekstrudery z głowicą płaskoszczelinową. Najistotniejszymi elementami technologii cast umożliwiającymi otrzymywanie ultracienkich folii cPP są: zespół kontroli grubości i regulacji profilu, precyzyjny układ pomiaru naciągu oraz sterowania napędami walców prowadzących i grzewczo-chłodzących. Niewątpliwy wpływ na właściwości fizykochemiczne folii cPP oprócz stosowanych receptur surowcowych ma stopień uporządkowania makrocząsteczek polimeru w gotowym wyrobie. Określenie „folia nieorientowana” nie oddaje dokładnie charakteru struktury wewnętrznego uporządkowania makrocząsteczek. W odróżnieniu od folii orientowanych (BO – dwuosiowo lub MO – jednoosiowo), w których zachodzi głównie orientacja segmentów makrocząsteczek, w przypadku folii cast następuje orientacja wzdłużna całych makromolekuł w stanie stopionym pomiędzy szczeliną głowicy a powierzchnią walca chłodzącego. Pozostałe etapy prowadzenia wstęgi, w odróżnieniu od technologii MO, nie obejmują procesu rozciągania wzdłużnego gotowego wyrobu, co korzystnie wpływa na ograniczenie orientacji segmentów makrocząsteczek. Zastosowanie specjalnych receptur surowcowych wraz z elementami konstrukcji linii technologicznej umożliwiającymi relaksację naprężeń pozwala na otrzymanie ultracienkich folii o zminimalizowanym skurczu termicznym, co ma szczególne znaczenie w przypadku procesów przetwarzania w podwyższonych temperaturach. Nie bez znaczenia dla ekonomiki produkcji najcieńszych materiałów opakowaniowych jest wydajność liniowa procesu technologicznego, która stanowi czynnik limitujący wydajność wytwarzania ultracienkich folii cPP. Przykładowo średnia prędkość liniowa dla folii o standardowej grubości 20-25 µm rzadko przekracza 250 m/min, podczas gdy procesy wytwarzania folii 12-15 µm najczęściej są prowadzone przy prędkościach 350-400 m/min. Tabela oraz wykresy ilustrują wpływ grubości nieorientowanych 5-warstwowych cienkich folii cPP TRINIFLEX na podstawowe właściwości mechaniczne oraz optyczne. Należy podkreślić, że w przypadku nieorientowanych folii polipropylenowych, wytwarzanych na liniach technologicznych wyposażonych w bloki zasilające 3-, 5- bądź 7-warstwowe znacznie mniejszy wpływ na orientację makrocząsteczek ma typ bloku zasilającego niż pozostałe parametry procesu technologicznego. W najbliższym czasie należy się spodziewać osiągnięcia granicy grubości 10 µm oraz przekroczenia poziomu wytrzymałości wzdłużnej 100 MPa, zarezerwowanego dotychczas dla orientowanych folii polipropylenowych. Literatura: 1. Przem. Chem. 2013, 92, 10, 1954 2. W. Przygocki, A. Włochowicz, Uporządkowanie makrocząsteczek w polimerach i włóknach, WNT, 2006