Plėvelė
Termiškai susitraukiančios poliolefino plėvelės yra gaminamos iš polietileno arba polipropileno pagrindu.
Poliolefino yra polimerai, kurių sudėtyje yra tik anglis ir vandenilis, su ilgomis anglies grandinėmis -C-C-C-, kurios sudaro pagrindinį pačių polimerų grandinių karkasą. Galima sakyti, kad poliolefino yra polimeriniai angliavandeniliai.
Poliolefino yra labai svarbi pramoninė polimerų grupė. Polietileno ir polipropileno gamyba sudaro apie 80 % visų pagamintų sintetinių polimerų masės. Šie polimerai turi labai geras eksploatacines savybes, jų monomerai gaunami tiesiogiai iš naftos, o polimerizacija technine prasme nėra sudėtinga.
Polietilenas arba polietenas – etileno polimeras
Pramoninis simbolis: (PE).
Polietilenas yra lankstus, vaškas primenantis, permatomas, termoplastinis. Jis praranda elastingumą veikiamas saulės šviesos ir drėgmės. Polietileno sintezė yra radikalinė polimerizacijos pavyzdys.
PE plėvelės pasižymi mažu vandens garų pralaidumu, lengvai praleidžia organinių medžiagų garus, nėra atsparios angliavandeniliams ir jų chloro darinėms. Jos atsparios rūgščių, šarmų ir druskų tirpalams bei žemai temperatūrai.
PE-HD (high density PE, PE-HD)
Didelio tankio polietilenas. Gaunamas žemo slėgio polimerizacijos būdu. Jis kietesnis nei PE-LD, turi didesnį mechaninį tvirtumą, aukštesnę lydymosi temperatūrą (125 °C), didesnį dujų barjerinį atsparumą ir didesnį cheminį atsparumą, tačiau žemose temperatūrose yra trapesnis, mažiau permatomas (pieniai baltas). Populiariausios prekybinės PE-HD rūšys yra PE 80 ir PE 100. Tankis – 0,94–0,96 g/cm³.
LLDPE (linear low density PE)
Žemo slėgio linijinis mažo tankio PE (trumpi, nešakoti grandinės susidaro kopolimerizuojant etileną su ilgesnėmis alkenų grandinėmis). Tankis – 0,915–0,935 g/cm³.
Polivinilchloridas (PVC)
Polivinilchloridas, polivinileteno chloridas, polichloroetenas (PCW, PVC) – plastikai, gaunami polimerizuojant monomerą – vinilchloridą.
Turi termoplastines savybes, pasižymi dideliu mechaniniu tvirtumu, atsparus daugeliui tirpiklių.
Santrumpa PCV, plačiai naudojama Lenkijoje, yra logiškai ir lingvistiškai neteisinga. Tarptautinėje nomenklatūroje vartojama tik santrumpa PVC – nuo poly(vinyl chloride). Lenkų kalboje teisinga santrumpa yra PCW – nuo lenkiško poli(chlorek winylu). PCV nėra teisinga nei tarptautinės, nei lenkiškos santrumpos forma.
Polipropilenas
Polimeras iš poliolefinų grupės, sudarytas iš merų pagal formulę: –[CH2CH(CH3)]–. Jis gaunamas žemo slėgio polimerizacijos būdu iš propileno. Polipropilenas yra viena iš dviejų, šalia polietileno, dažniausiai naudojamų plastikų rūšių. Ant iš šios medžiagos pagamintų gaminių paprastai žymimas simbolis PP.
Polipropilenas yra angliavandenilių termoplastinis polimeras, tai reiškia, kad pakilus temperatūrai jis virsta skysta būsena, o sumažėjus vėl sukietėja, nekeisdamas savo cheminių savybių.
PP gaunamas polimerizuojant propeną (dažnai vadinamą propilenu, CH2=CHCH3), kuris išgaunamas iš naftos. Šiuolaikinėje gamyboje dauguma polipropileno gaminama Ziegler-Natta metodu dujinėje fazėje, naudojant metaloorganinius katalizatorius, fiksuotus ant specialių pagrindų.
PP yra mažiausio tankio iš plačiai naudojamų polimerų. Jis pasižymi dideliu cheminiu atsparumu, ypač kambario temperatūroje, kur beveik visiškai atsparus rūgštims, bazėms, druskoms ir organiniams tirpikliams. Tik stiprūs oksidantai, tokie kaip dūminė sieros arba azoto rūgštis, balikliai ir nepoliarūs skysčiai (benzenas, anglies tetrakloridas, metilo chloridas) jį veikia šioje temperatūroje. Ilgalaikis kontaktas su variu taip pat daro neigiamą poveikį PP, todėl patvariems PP-vario junginiams reikia naudoti žalvarinius jungtukus.
Konkurentu poliolefinams termokurčios plėvelės gamyboje yra polivinilchloridas. Tačiau dėl prastesnių mechaninių savybių ir atliekų perdirbimo problemų PVC plėvelių pardavimas išsivysčiusiose šalyse žymiai mažėja.
Termo susitraukiamos plėvelės gali būti suskirstytos į du tipus:
- vienos sluoksnio, ekstruzijos būdu pagamintos iš vieno ar mišinio granulės
- sluoksniuotos, pagamintos iš kelių sluoksnių panašių ar skirtingų polimerų, siekiant gauti specialias galutinio produkto savybes
- monoaksialinės – susitraukimas orientuotas viena kryptimi (ilgine arba skersine)
- biaaksialinės – orientuotos abiem kryptimis
Norint palyginti skirtingų medžiagų savybes, paprastai naudojami standartizuoti bandymų metodai (ASTM):
optinės savybės:
- skaidrumas [clarity] (procentinė matomo vaizdo per medžiagą iškraipymo laipsnis, kuo didesnė reikšmė, tuo aiškesnis vaizdas)
- blizgesys [gloss] (šviesos atspindys nuo paviršiaus, kuo didesnė reikšmė, tuo blizgesnė plėvelės paviršius)
- miglotumas [haze] (plėvele matomo produkto miglotumo laipsnis, kuo didesnė reikšmė, tuo mažesnis aiškumas)
mechaninės savybės:
- elastingumas žemoje temperatūroje rodo galimybę naudoti plėvelę (suvirinimui ir susitraukimui) nepalankiomis sąlygomis [cold temperature flex]
- modulis [modulus] – plėvelės standumo matas (kuo didesnis modulis, tuo didesnis standumas; paprastai didesnis modulis reiškia geresnį darbą labai greitose pakavimo mašinose)
- slidumas [slip] šalčio sąlygomis [cold] (kuo didesnis, tuo mažesnė galimybė, kad pakavimo mašina užstrigs dėl plėvelės pasipriešinimo judėjimui per mašinos dalis) ir karščio sąlygomis [hot] (kuo didesnė reikšmė, tuo lengviau įdėti paskutinį pakuotės vienetą į dėžę, tačiau kai kuriems produktams reikalinga plėvelė su mažu slidumu, kad būtų išvengta pakuočių nuslydimo nuo palečių)
- trinties koeficientas tarp dviejų plėvelės sluoksnių [coefficient of friction COF]
- atsparumas pradurimui [impact strength] (kuo didesnė reikšmė, tuo didesnis atsparumas pradurimui aštriu įrankiu arba kritimo metu)
- atsparumas plyšimui [tensile strength] rodo plėvelės polinkį plyšti (ilgine ir skersine kryptimi)
- tempimas [elongation] rodo, kiek plėvelė gali išsitempti prieš plyšimą
- suvirinimo jėga [seal strength] – suvirinimo siūlės atsparumo plyšimui matas
- atsparumas plyšio plitimui [tear propagation] leidžia įvertinti medžiagos polinkį tolesniam plyšimui po įpjovimo
- susitraukimo jėga [shrink tension] – matas, rodantis plėvelės susitraukimo jėgą ant pakuojamo produkto
- susitraukimo laipsnis [free shrink] – plėvelės susitraukimo procentais laipsnis
fizikocheminės savybės:
- vandens garų pralaidumas [M.V.T.R.] – svarbus maisto pakavimui rodiklis, rodantis plėvelės gebėjimą pašalinti vandenį iš pakuotės
- deguonies pralaidumas [O.T.R.] – svarbus maisto pakavimui rodiklis, rodantis plėvelės gebėjimą riboti deguonies patekimą į pakuotę
PVC plėvelių privalumai ir trūkumai:
- labai lengva suvirinti ir susitraukti (maži reikalavimai pakavimo mašinoms)
- žema susitraukimo temperatūra
- greitas susitraukimas
- silpnas suvirinimo siūlės atsparumas
- reikia naudoti storesnes plėveles nei POF dėl mažo atsparumo pradurimui ir plyšimui
- labai jautri temperatūros svyravimams (žemoje temperatūroje plėvelė trūkinėja, o aukštoje, nuo 30 °C, vyksta nekontroliuojamas susitraukimas)
- netinka darbui labai greitose mašinose dėl atsparumo ir stipriai koroziją sukeliančių garų, sukeliančių automatų gedimus
Poliolefinės termo susitraukiamos plėvelės gali būti gaminamos iš švarių granulės arba įvairių pusgaminių mišinių. Priedai leidžia suteikti plėvelei specifines savybes. Taigi:
- Polietilenas (PE) suteikia suvirinamumą ir didina mechaninį plėvelės atsparumą
- Polipropilenas (PP) užtikrina didelį standumą, atsparumą aukštai temperatūrai ir puikias optines savybes
- etileno ir vinilo acto kopolimeras (EVA) stiprina plėvelę, gerina suvirinamumą ir susitraukimą
- etilvinilo alkoholis (EVOH) gerina deguonies barjerinę savybę
- poliamidas (PA) didina atsparumą plyšimui ir suteikia dujų barjerą
POF plėvelių gamybos procesas (Exlfilm ir PC Film):
- parinkto granulės mišinio sumaišymas tinkamu santykiu
- mišinio lydymas aukštoje temperatūroje ir dideliu slėgiu (ekstruzija)
- sluoksniuotos tūtos formavimas
- tūtos pūtimas ir tempimas, siekiant gauti tinkamą storį ir susitraukimą (orientacija)
- tinklinimas, t. y. plėvelės apdorojimas rentgeno spinduliais (tik tinklintoms Exlfilm FP Plus ir PC Solid plėvelėms)
- plėvelės suvyniojimas ant pagrindinės ritės, plėvelės pjovimas ir suvyniojimas į ritinėlius pardavimui. Priklausomai nuo mašinos tipo, kuriai plėvelė skirta, ji sulankstoma į pusiau rankovę arba suvyniojama juostos pavidalu.
Pastaraisiais metais įsitvirtino plėvelių storiai 12,5 arba 13 mikronų, 15, 19 ir 25 mikronų. Taip pat siūlomi kiti storiai, tačiau dėl mažo paklausos tai nišiniai produktai (8, 11 ar 38 mikronų). Standartu tapo popierinių tūčių naudojimas plėvelėms suvynioti su vidiniu skersmeniu 3 coliai, t. y. 76 mm (labai greitoms mašinoms gaminama plėvelė ant tūčių su dvigubai didesniu skersmeniu, kad sumažinti ritinio sukimosi greitį mašinoje ir taip išvengti pernelyg stipraus plėvelės įelektrinimo pakavimo proceso metu).