36 PlastNews 2’2017

Temat wydania FOLIE I OPAKOWANIA

Zarówno w skali światowej, jak i w Polsce

wśród tworzyw termoplastycznych PE

wykazuje najwyższy wskaźnik produkcji

i zużycia. Z uwagi na masowość stosowania folii

PE, nie tylko ze względów ekonomicznych, ale

także i ekologicznych, szczególnie istotne staje

się dążenie do zmniejszenia zużycia tego mate-

riału przez optymalizację jego własności, obni-

żenie grubości folii.

Tworzywa stosowane do produkcji folii metodą rozdmuchu

Folie opakowaniowe są zwykle produko-

wane z  polietylenu o  niskiej gęstości (LDPE)

oraz liniowego polietylenu o  małej gęstości

(LLDPE), w tym metalocenu LLDPE (mLLDPE),

jak również z  polietylenu o  wysokiej gęstości

(HDPE). Surowce te można dostać na rynku

w  różnych parametrach, takich jak wskaźnik

płynięcia MFI oraz gęstość. 

Przykładowe surowce do produkcji folii dostępne

na rynku charakteryzują się parametrami, tj.

– LDPE o MFI od 0,3-6,0 g/10 minut, i gęstości

od 0,920 do 0,925 g/cm3,

– LLDPE o  MFI od 0,8-2,5 g/10 minut,

i gęstości od 0,918 do 0,935 g/cm3,

– mLLDPE  o MFI od 0,1 to 0,8 g/10 minut,

i gęstości od 0,949 do 0,960 g/cm3,

– HDPE o  MFI od 0,1 do 0,8 g / 10 minut,

i gęstości od 0,949 i 0,960 g/cm3.

Poza LDPE i HDPE do wytłaczania takich folii

stosuje się również: polipropylen PP, poliamid

PA, poli(alkohol winylowy) EVOH, poli(tere-

ftalan etylenu) PET, poli(chlorek winylu) PCW,

zwany również z angielskiego PVC. Na rynku

polskim najchętniej wykorzystywane tworzywa

w  produkcji opakowań to LDPE, HDPE, PP

oraz PET.

Polimery nadające się do wytłaczania folii

metodą rozdmuchu obejmują szeroki zakres

wskaźników płynięcia (MFI) oraz gęstości

i  zwykle zawierają w  swym składzie szereg

dodatków wspomagających przetwórstwo folii

oraz poprawiających właściwości produkowa-

nych z  ich użyciem folii. Zwykle producenci

surowców oferują część surowców bazowych

do wytłaczania folii bez tego typu dodatków,

a część z nich zawiera np. stabilizatory anty-

blokingowe, dodatki poślizgowe, dodatki

antystatyczne. 

Właściwości ostatecznie wyprodukowanej

folii będą zależały m.in. od wskaźnika płynięcia

MFI oraz gęstości tworzywa sztucznego.

Niskie MFI, jest pożądane, gdy ważna jest

dobra udarność, jednak wytłaczania jest w tym

wypadku trudniejsze. Zwiększenie gęstości

tworzywa prowadzi do zwiększonej sztywności

i daje wyższą wytrzymałość na rozciąganie, ale

zmniejsza się wytrzymałość na rozdzieranie.

Producenci tworzyw sztucznych stopniowo

wprowadzają coraz to nowsze produkty, aby

sprostać wymaganiom klientów i  ułatwić im

przetwórstwo.

Wytłaczanie foli jednowarstwowych

Podczas produkcji folii metodą wytłaczania

z rozdmuchem polimery są zwykle transporto-

wane do linii do wytłaczania folii przez system

transportu próżniowego. System podawania

zwykle składa się z  szeregu lejów zasypo-

wych do odbioru różnych rodzajów tworzyw

i środków wspomagających przetwórstwo, jak

np. barwniki, środki poślizgowe, środki anty-

blokingowe, środki antystatyczne, kleje oraz

system do mieszania wielu tworzyw.

W technologii wytłaczania z  rozdmuchiwa-

niem wyróżnia się następujące etapy: dozo-

Technologia rozdmuchu folii jedno- i wielowarstwowych

Folie z tworzyw polimerowych mają różnorodne zastosowania. Największe ich ilości zużywa przemysł opakowaniowy do jednostkowego pakowania produktów, ale są one użytkowane również w budownictwie, elektrotechnice i innych dziedzinach gospodarki. Folie takie najczęściej wytwarza się metodą wytłaczania z rozdmuchiwaniem, natomiast w mniejszym zakresie - przy użyciu dyszy szczelinowej płaskiej i wówczas są one nazywane foliami płaskimi.

dr Magdalena Laabs Rolbatch GmbH

Rys. 1 Linia do rozdmuchu folii 5-warstwowej Źródło: Rolbatch GmbH Niemcy

37 PlastNews 2’2017

FOLIE I OPAKOWANIA Temat wydania

wanie tworzywa (lub tworzyw) oraz środków

wspomagających przetwórstwo, uplastycz-

nianie w  wytłaczarce (lub w  wytłaczarkach),

kształtowanie strumienia w głowicy do postaci

rękawa folii, schładzanie i  jednoczesne formo-

wanie folii na drodze jej wyciągania i rozdmuchi-

wania do wymaganych wymiarów balonu folii,

spłaszczanie folii do postaci podwójnie złożonej

wstęgi, odbieranie spłaszczonej folii oraz jej

zwijanie.

W procesie wytłaczania, homogeniczny stop

polimeru dostarczany jest ze stałą prędkością

do jednej lub więcej wytłaczarek.

Wytłaczanie z  rozdmuchiwaniem foli i

możliwe jest dzięki uformowanej w  dyszy

głowicy rurze cienkościennej i  jest podda-

wane jednocześnie chłodzeniu i  dwuosiowej

orientacji. Orientacja strumieniowa jednostek

strukturalnych zachodzi podczas swobod-

nego wyciągania uplastycznionego tworzywa

z  dyszy pierścieniowej głowicy i  zależy od

iloczynu podłużnego gradientu prędkości

i czasu relaksacji. Iloczyn ten jest proporcjo-

nalny do lepkości tworzywa i uwarunkowany

przebiegiem zestalania.

Nowoczesne linie do wytłaczania folii zazwy-

czaj wyposażone są w systemy grawimetryczne

sterujące mieszaniem surowców i podawaniem

ich do wytłaczarek.

Produkcja folii wielowarstwowych polega

na wytłaczaniu folii w procesie rozdmuchu na

kilku wytłaczarkach, gdzie linia technologiczna

wyposażona jest w głowice np. 3-, 5-, 7-, 9-,

11-warstwowe. Technologia ta jest bardzo

mocno rozwijana.

Podstawową zaletą produkcji folii poliety-

lenowej w  technologii współwytłaczania jest

wysoka wytrzymałość mechaniczna na roze-

rwanie i przebicie.

Dzięki zastosowaniu linii technologicznych do

produkcji folii 5-warstwowych udaje się obniżyć

grubość standardowej folii LDPE o  ponad

połowę przy zachowaniu wysokiej wytrzyma-

łości mechanicznej.

Koextruzja (współwytłaczanie) folii wielowarstwowych

Poprzez współwytłaczanie wielu warstw folii

(koextruzję) można zwiększyć opcje dostępne

w  projektowaniu folii. Wykorzystując różne

surowce dla różnych warstw folii można

uzyskać znaczne oszczędności z uwagi na to,

że droższe surowce lub dodatki do tworzyw

można dodać do wybranych warstw folii. Każda

z warstw folii może być zoptymalizowana w ten

sposób, aby pełnić różnorodne funkcje.

Przykładowo:

– warstwa zewnętrzna (powierzchniowa) może

zawierać metalocen, który doskonale nadaje

się do uszczelniania,

– kolejna warstwa, która nie ma za zadanie

uszczelniania może zawierać mieszankę

surowca o wyższej gęstości, która zapewni

sztywność, nie mając jednocześnie wpływu

na szczelność,

– różnego rodzaju dodatki do tworzyw

można dodawać np. do wybranej warstwy

zewnętrznej tam, gdzie jest to pożądane

np. dodatek antyblokingowy,

– zewnętrzna warstwa folii stretch może

zawierać dodatek kleju PIB i wówczas

tylko ta warstwa

będzie klejąca,

– nadawać można wysoki

połysk powierzchni folii,

– można produkować

folie wysoko barierowe

np. z dodatkiem EVOH

lub PA,

– można produkować folie

laminowane.

Zalety produkcji folii wielowarstwowych

Zastosowanie linii do wytłaczania folii

5-warstwowych umożliwia zredukowanie

grubości stosowanego materiału do około

40%. Jest to osiągalne dzięki stosowaniu wielu

rodzajów wysokiej jakości granulatów, które są

umieszczone we wszystkich pięciu warstwach

folii. Taka struktura daje dodatkowe możli-

wości, ponieważ pozwala na zastosowanie

bardzo cienkich warstw zewnętrznych, które

mają wpływ na obniżenie kosztów produkcji.

Produkcja folii 5-warstwowych w porównaniu

do folii 3-warstwowych daje nam:

– oszczędność (cieńsza folia oznacza większą

wydajność, więcej metrów bieżących z kilo-

grama),

– wysoką wytrzymałość (stosowanie wielu

rodzajów granulatów jednocześnie),

– wysoką przeźroczystość folii, optykę (nadając

pakowanym produktom estetyczny wygląd),

– wysoki współczynniki (ang. dart impact)

odporności na przebicie punktowe, dzięki

czemu folia jest bardziej odporna na uszko-

dzenia mechaniczne (przerwanie, dziura-

wienie),

– ochronę wszelkiego rodzaju ładunków przed

uszkodzeniem,

– możliwość znaczącego obniżenia kosztów

związanych ze zużyciem folii i  opakowań

w procesie pakowania ze względu na możli-

wość zastosowania cieńszej folii,

– pozwala na zmniejszenie kosztów odpadów

ze względu na ich mniejszą wagę.

Rys. 2 Automatyczny pierścień powietrzny Źródło: Rolbatch GmbH Niemcy

Rys. 3 Linia do rozdmuchu folii water quench Źródło: Rolbatch GmbH Niemcy