Obróbka powierzchniowa w postaci procesu Corona jest dobrze znana i uznana w takich sektorach przetwarzania materiałów giętkich (folii) jak druk, konwertowanie i laminowanie, ale ma on jeszcze bardziej fundamentalną rolę do odegrania w procesie produkcji folii.
Dlaczego obróbka powierzchni jest tak ważna w procesie ekstruzji i wytłaczania?
Nie jest to tak ważne w trakcie ekstruzji, jak później. Aby zapewnić dobrą przyczepność farb i lakierów podczas dalszych procesów, należy zmodyfikować strukturę molekularną powierzchni folii bezpośrednio w procesie jej produkcji, zaraz po fazie chłodzenia, zanim polimer zostanie całkowicie wykrystalizowany. Zastosowanie wyładowania koronowego do aktywacji wierzchniej warstwy folii (do głębokości 1 mikrona) pozwala przerwać długie łańcuchy molekularne i dodać więcej wolnych atomów tlenu. Zmienia to napięcie powierzchniowe i poprawia przyczepność. Im później zaktywujemy materiał, tym trudniej rozerwać łańcuchy molekularne, a czasami jest to wręcz niemożliwe, więc czas ma tutaj kluczowe znaczenie.
Czy istnieją różne wymagania dotyczące aktywacji folii produkowanych metodą wytłaczania i rozdmuchu?
Folia rozdmuchiwana jest powszechnie „koronowana”. Ze względu na częste występowanie LDPE i stosunkowo niską prędkość produkcji w porównaniu z wytłaczaniem czy dalszymi procesami przetwarzania folii, system wyładowań koronowych do ekstruzji rozdmuchowej wymaga niewielkiej mocy. Technologia w tym sektorze jest dobrze skonsolidowana i dojrzała, a przy dobrej kontroli pozwala na stałą produkcję i obróbkę folii o wysokiej jakości.
Obróbka folii wylewanej jest znacznie bardziej wymagającym procesem, ponieważ materiał PP i wyższe prędkości linii wymagają bardziej złożonego układu systemu wyładowań koronowych. Nawet obróbka jednostronna (w przeciwieństwie do dwustronnej w wytłaczaniu rozdmuchowym) będzie zwykle wymagała większej mocy, zastosowania chłodzenia wałka prowadzącego folię, jego niezależnego napędu oraz rolki dociskowej (NIP).
Istnieje trzeci typ wytłaczania, który ma zastosowanie do folii odlewanych biorientowanych, takich jak BOPP, BOPET, BOPA, gdzie szerokość linii i wysoka wydajność wymagają, aby jednostka koronowa znajdowała się w wytłaczarce.
Czy wymagania różnią się w zależności od wytłaczanego materiału?
Tak, w dużej mierze zależy to od materiału i jego przeznaczenia. Sposób konwertowania po wyprodukowaniu wprowadza szereg zmiennych do tego równania. Po pierwsze, każdy polimer ma swój własny wyjściowy poziom dyn, czyli adhezji. Niektóre materiały, takie jak PVC lub PA, wymagają małej mocy, aby osiągnąć odpowiedni poziom dynów. PE wymaga trochę więcej mocy, a PP jest notorycznie najtrudniejsze w obróbce. Należy również uwzględnić dodatki zastosowane w produkcji danego polimeru, ponieważ mogą one znacząco wpłynąć na poziom wymaganej obróbki koronowej i potrzebną ilość mocy w kW.
Jak zmienił się rynek ekstruzji w ostatnich latach?
Zmienił się, ponieważ zmieniły się rynki, które obsługuje. Jeśli cofnąć się o 20 lat, to wówczas większość wytłaczanych folii składała się z maksymalnie 5 warstw do użytku w sektorach opakowań technicznych i przemysłowych. W dzisiejszych czasach, kiedy kładzie się większy nacisk na sprostanie stale rosnącym wymaganiom rynków żywności, farmaceutyków i higieny, opakowania składające się z maksymalnie 13 warstw są znacznie bardziej powszechne, a produkt musi spełniać różnorodne wymagania. Obejmują one świeżość, ochronę i recykling. Obecna dramatyczna sytuacja związana z pandemią COVID-19 również podkreśla istotną rolę, jaką opakowania odgrywają w naszym codziennym życiu i dobrobycie. Sytuacje takie jak ta napędzają popyt na nowe technologie i przyszłe zastosowania, które zwiększają wartość tak zwanych sprytnych opakowań.
A wszystko zaczyna się od wytłaczania!
Wydaje się, że opakowania plastikowe są obecnie „wrogiem publicznym nr 1” – jakie kroki podejmuje rynek ekstruzji, aby stać się bardziej przyjaznym dla środowiska?
Wbrew opinii publicznej opakowania plastikowe mają bardzo niski ślad węglowy, jeśli chodzi o produkcję. Ponadto zauważalne są dwa sposoby, w których wytłaczanie pomaga „stać się bardziej ekologicznym”. Pierwszym jest zmniejszenie grubości opakowania przez zastosowanie nowych żywic, które pozwalają na użycie mniejszej ilości plastiku. Pomaga to w rozwiązywaniu problemów, takich jak okres przydatności do spożycia i higiena, gdzie wytłaczanie specjalnego materiału eliminuje potrzebę stosowania kilku laminowanych i heterogenicznych podłoży. Drugi to sposób, w jaki branża pracuje nad uproszczeniem struktury opakowań przez stosowanie kompatybilnych żywic w celu poprawy możliwości recyklingu w ramach gospodarki o obiegu zamkniętym. To nie produkcja plastiku jest problemem – prawdziwy problem stanowi sposób jego utylizacji po użyciu.
Czy to kolejne duże wyzwania dla branży?
Jak wszyscy wiemy, UE postawiła sobie bardzo ambitne cele w zakresie ograniczenia produkcji tworzyw sztucznych i zwiększenia poziomu recyklingu. Ale bardzo trudno jest zrównać zapotrzebowanie na barierę tlenową z samym użyciem żywic poliolefinowych. Jednym z rozwiązań jest wytłaczanie dwuwarstwowych folii rozdmuchiwanych, tak zwanej technologii potrójnych pęcherzyków, w której orientacja cząsteczek radykalnie poprawia właściwości standardowych żywic stosowanych w opakowaniach ogólnego przeznaczenia. Bariera tlenowa nie będzie tak dobra, jak ta oferowana przez EVOH lub PA, ale wystarczająco dobra, aby zastąpić większość opakowań, w których są obecnie używane.
Nie ma prostych rozwiązań, ale popyt napędza badania i rozwój i rodzi nowe technologie – dotyczy to także ekstruzji.
Przedstawicielem Vetaphone na polskim rynku jest firma Technograph.
Opracowano na podstawie materiałów firmy Technograph
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
