Produkcja nieorientowanej cienkiej folii poliestrowej CAST PET i jej modyfikacje strukturalne w zastosowaniach opakowaniowych – Dariusz Marchlewicz

16 Dec 2015 10:29

Surowiec stosowany to politereftalan etylenu otrzymywany w reakcji polikondensacji kwasu tereftalowego z glikolem etylenowym: Politereftalan etylenu należy do liniowych poliestrów z pierścieniami aromatycznymi w łańcuchu. Może występować w formie bezpostaciowej (d = 1,33 g/cm3) i krystalicznej (d = 1,445 g/cm3) [5], temperatura topnienia zależy od stopnia polimeryzacji i wynosi 252-264°C, należy do poliestrów termoplastycznych, ma właściwości włóknotwórcze i jest bardzo trudno rozpuszczalny w większości rozpuszczalników, bardzo mało chłonie wilgoć, ma dużą odporność chemiczną i termiczną. Własności PET zdecydowały o jego szerokim zastosowaniu w przemyśle opakowań. Należy pamiętać, że w surowcu z pewną zawartością wody następuje depolimeryzacja zgodnie z poniższą reakcją, osłabiając własności użytkowe folii. Wytwarzana w kraju cienka nieorientowana folia CAST PET Triniflex otrzymana w procesie wylewania cechuje się znakomitymi parametrami technicznymi. Wyjątkowa siła zgrzewu (10-20 MPa) w danej temperaturze przewyższa wielkością zgrzewu na foliach innych typów. Struktura chemiczna folii CAST PET generuje odpowiednie napięcie powierzchniowe folii, a zatem możliwy jest zadruk tej folii farbami offsetowymi i fleksograficznymi. Wzmocnienie napięcia powierzchniowego przez aktywację (korona) umożliwia zadruk również farbami wodnymi, zgodnie z zasadą różnicy 10 dyn/cm między napięciem powierzchniowym podłoża i farby drukarskiej. Struktura chemiczna i odpowiednie receptury folii CAST PET gwarantują również trwałe zachowanie odpowiedniego kąta skrętu.  – początkowy kąt skrętu  – kąt samoistnego odkręcenia się materiału  – ostateczny kąt skrętu po deformacji i zrównoważeniu się naprężeń wewnątrz materiału Kąt  jest różny i zależy od rodzaju materiału skrętnego oraz ustawienia automatu owijającego. Najczęściej wynosi on od 360° do 900°. Nie jest on jednak czynnikiem decydującym o jakości skrętu. Kluczowe znaczenie ma kąt g, decydujący o trwałej deformacji materiału i utrzymaniu cukierka wewnątrz opakowania. Kat g powinien być możliwie jak najbliższy kątowi a, ale nie niższy niż 50% jego wartości (zwykle 180°-500°). Struktura amorficzna folii CAST PET generuje możliwość termoformowania, a zatem produkcji różnego rodzaju tacek, kubków itp. W przypadku foli rozciąganych w kierunkach MD i TD jest to proces mniej wydajny. Idąc dalej tropem modyfikacji opakowań można zastosować folię CAST PET w kombinacjach CAST PET/BOPET i zastosować tę strukturę jako folię nakrywkową zgrzewaną, np. z tackami wykonanymi z folii CAST PET, otrzymując opakowanie o odpowiedniej barierowości z zachowanymi parametrami OTR i WVTR. Zdolności barierowe folii CAST PET można wzmocnić modyfikując powierzchnię CAST PET tlenkiem glinu (ALOX). W tackach i kubkach wykonanych z polipropylenu można zastosować folię CAST PET pokrytą tlenkiem glinu ALOX w kombinacjach: n CAST PET ALOX/LDPE n CAST PET ALOX/CAST PP Folie CAST PP i LDPE są w tym przypadku warstwami zgrzewającymi, a jednocześnie chroniącymi powłokę tlenkową, natomiast folia CAST PET ALOX Triniflex stanowi odpowiednią barierę. Folie w powyższych kombinacjach w wielu przypadkach zastępują aluminiowe platynki. Inne przykłady zastosowań folii CAST PET ALOX: n Sery i produkty mleczarskie CAST PET AlOX Triniflex/ OPA/ CAST PP Triniflex n Kawa BOPET/CAST PET ALOX Triniflex/CAST PP Triniflex n Przetworzone mięso BOPET/CAST PET AlOX Triniflex/CAST PP Triniflex n Kosmetyki BOPET/CAST PET ALOX Triniflex/CAST PP Triniflex n Batoniki czekoladowe OPP/CAST PET ALOX Triniflex/CAST PP Triniflex W opakowaniach jak na fot. 1 można zastosować folie nakrywkowe w kombinacji CAST PET/BOPET. Łatwość laminacji, a nawet po prostu zgrzewu folii CAST PET z papierem umożliwia zastosowanie tej folii do opakowań typu doypack z okienkiem, rozwijających się w dynamicznym tempie. Rynek opakowań jest przyzwyczajony do folii BOPET; folie CAST PET z powodzeniem zastępują udział BOPET w rynku. W technologii produkcji folii wykorzystywane są również kopoliestry. Przykładem może być PET G (PET A jest monopoliestrem) stosowany w opakowaniach np. farmaceutycznych i kosmetycznych, między innymi jako folia TRINIFLEX o strukturze PET G/PET A/PET G. Kopoliestry uzyskuje się w reakcji polikondensacji glikolu etylenowego (EG) i np. cykloheksanodimetylu (CHDM) z kwasem np. teraftalowym (TPA) lub izoftalowym (IPA). Struktura chemiczna PETG: EG – glikol etylenowy TPA – kwas tereftalowy CHDM – cykloheksanodimetyl Porównanie struktury monomerów PET A i PET G: Kopoliestry mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie wymagane są: n wysoka przezroczystość i neutralność barwy, n wysoka odporność chemiczna, n estetyczna i odporna na zarysowania powierzchnia, n dobre właściwości mechaniczne (głównie udarność). Należy jednak zwrócić uwagę na to, że produktem ubocznym polimeryzacji jest woda i tak jak w przypadku CAST PET podczas przetwórstwa należy do minimum zredukować zawartość wilgoci (zalecane są suszarki z sitami molekularnymi oraz niezbędne jest bezwzględne przestrzeganie reżimu suszenia podawanego przez producenta), gdyż proces jest odwracalny i podczas plastyfikacji może dochodzić do degradacji łańcuchów, co z kolei prowadzi do znacznego obniżenia własności użytkowych folii. Rynek opakowań jest sektorem gospodarki zmuszającym chemików technologów do nieustannych innowacji. Krajowi producenci cienkich nieorientowanych folii poliestrowych prowadzą ciągłe prace rozwojowe, aby zapewnić klientom szeroką gamę nowoczesnych produktów i pełne doradztwo technologiczne.