مقدمه ای بر فيلم های پلی پروپيلنی

فیلم های پلی پروپیلنی (PP) یكی از توانمندترین، باقابلیت ترین و اقتصادی ترین فیلم های سدگری هستند كه در كاربردهای گوناگون بسته بندی استفاده شده اند. به سبب سدگری رطوبت، شفافیت، براقی، دوام، چاپ پذیری، كوبش پذیری، مقاومت در برابر بو، پایداری ابعادی، فرآیندپذیری و دیگر برتری ها، بازار فیلم های PP به سرعت در حال تغییر است و در برخی كاربردهای فیلم های پلاستیكی دیگر سهمی یافته است. فیلم های PP با مواد گوناگون دیگری همچون فیلم های PVDC، فیلم های پلی استر، فیلم های نایلون، فیلم های پلی اتیلن، كاغذ واكس اندود ‍‍[كاغذ روغنی]، فویل آلومینیوم و غیره از نظر كارایی و قیمت رقابت دارد.
عرضه كنندگان محصول زود به ویژگی های ارزنده فیلمهای پلی پروپیلنی پی بردند و اكنون آنرا به عنوان یكی از با قابلیت ترین بسپارها در برخی كاربردها بر می شمرند. فیلم PP ماده ای بی همتاست كه می تواند با بخار سترون شود یا بدون آسیب اتو كلاو شود و در بسیاری از آزمون های شیمیایی در برابر ترك زایی تنشی محیطی مقاومت كند. PP مقاومت حرارتی بالاتری دارد و بنابراین بسته بندی گرماپذیر یا گرما پر شونده مناسب تر است. همچنین مقاومت گریسی بالاتر در مقایسه با LLDPE و یا LDPE دارد.

فرآورده های پلی پروپیلن

سال ها پیش فرآوری PP در خطوط فیلم دمشی متداول كه به سمت بالا هستند كمی دشوار بود و این بیشتر به سبب استحكام مذاب پایین، زمان سرمایش طولانی و ویژگی های نوری تا حدی پست تر بود، گر چه برخی از سازندگان ماده اولیه گونه های خاصی PP عرضه كردند كه در چنین خط هایی می توانستند تولید گردد. به هر روی در سالهای اخیر به دلایل اقتصادی و كیفیت فیلم های فرآینده شده در كاربردهای بسته بندی آنها با بهره گیری از فرآیند دای تخت ساخته می شوند.

مشخصات فیلم های تولید شده با پلی پروپیلن

فیلم های تولید شده با پلی پروپیلن گونه فیلم تخت، شفافیت و براقی بیرونی بسیار خوبی دارند. این فیلم ها در بسته بندی غذا فوق العاده است و نیز به سبب ویژگی دوخت حرارتی عالی و پایدارسازی ابعاد محتویات بسته بندی شده به عنوان فیلم دوخت در مصارف گرماپذیر بكار می رود.
فیلم های تولید شده با استفاده از فرآیند غلتك سرد كه در آن لبه های دای در تنظیم بهینه با كنترل خودكار نیمرخ (APC) هستند ضخامت یكنواخت تری نسبت به خطوط فیلم مرسوم دارند.
در این فرآیند آخر بسپار مذاب بیرون آمده از لبه دای تخت روی غلتك سرمایش كروم مات شده یا آب كروم داده بسیار صیقلی ریخته می شود. در مورد غلتك سرمایش با سطح مات، مهمترین عامل میزان زبری سطح غلتك است.
علاوه بر فرآیند دای تخت، فرآیند فیلم دمشی نیز در برخی كاربردها بكار میرود كه در آن اندازه حباب نقش موثری در فرآیندهای بعدی ایفا می كند.
برای رسیدن به فرآیندپذیری بیشتر نیاز به اصلاحاتی در اكستروژن مرسوم فیلم دمشی است، همچون نسبت L/D بالاتر، شكاف دای متفاوت، سامانه سرمایش كارآمدتر دارای حجم هوای بالاتر برای رسیدن به كیفیت مطلوب.
PP می تواند در سامانه های فیلم دمشی مجهز به آبگرد برای تولید كیسه های درون وریدی (IV) فرآیند شود. در یك چنین فرآیندی مذاب از دای بیرون می آید و با تماس با آب هدایت می شود تا سریع سرد شود، این فرآیند سرمایش ناگهانی با آب نام دارد.
فیلم PP با كیفیت بالا تنها می توانست به وسیله ماردان هایی با طراحی خاص با نسبت طول به قطر 25 تا 33 كه برای PP مناسب هستند، همراه با تجهیزات برش و اختلاط درست، فرآیند گردند.

دمای مورد نیاز برای تولید فیلم های پلی پرو پیلن

دمای مذاب با زمان اقامت معمولی باید بین 220 تا 260 درجه سانتیگراد باشد تا كاملترین ساختارهای فیلم را بدست دهد. برای رسیدن به بالاترین كیفیت فیلم باید از بسته صافی كه توسط سازنده پیشنهاد می شود، بهره جست.
برای تولید فیلم CPP بسیار با كیفیت استفاده از بسته توری ضروری است. ترتیب صافی ها در یك بسته معمولی می تواند از صافی های 20/80/200/200/80 تشكیل گردد (صافی 80 آخری برای در محل نگهداشتن صافی 200 بكار می رود)
به طور كلی دماهای مذاب بالاتر ویژگی های نوری فیلم را بهبود می بخشد و در عین حال این دمای بالا در صورت بالا بودن دمای ذوب ماده می تواند به آسیب بیانجامد و ویژگی های حرارتی را كاهش دهد و نیز مشكلاتی در افزایش دود از مذاب، افزایش چسبندگی واكس روی غلتك سرمایش و افزایش جرم دوده روی لبه دای را به همراه داشته باشد.

اثر بر ویژگی ها

برگزیدن مواد خام درست به همراه پارامترهای فرآیندی اثر بسزایی بر ویژگی های فیلم دارد. افزایش دمای دای به اصطلاحاتی حاشیه ای در براقی و شفافیت می انجامد.
به طور كلی با افزایش دمای غلتك سرمایش، ساختار گوی بلوری ظریف تر می گردد. این امر به فیلم هایی با شفافیت، براقی و استحكام كششی بالاتر اما با سفتی كمتر می انجامد. از سوی دیگر با دماهای بالاتر در نخستین غلتك سرمایش ویژگی های اصطكاكی بر حسب زمان بهبود می یابد. دمای غلتك سرمایش دوم و زاویه پیچاندن فیلم روی بوبین، نه تنها بر ویژگی های لغزش بلكه بر رفتار پیچاندن و تختی فیلم پایانی روی بوبین اثرگذار است.

پرداخت سطح با افزایش انرژی سطحی

به طور كلی پلاستیك ها از لحاظ شیمیایی سطوح خنثی و نامتخلخلشان با كشش سطحی پایینی كه دارند آنها را نسبت به چسبیدن به كار پایه ها، جوهر چاپ، پوشرنگ ها و چسب ها غیر پذیرنده می سازد. PE و PP از پایین ترین انرژی سطحی در میان پلاستیك های گوناگون برخوردارند و دو ماده ای هستند كه اغلب برای بهبود ویژگی های پیوندی نیاز به افزایش انرژی سطحی دارند.
برای تضمین چسبندگی كافی جوهرهای چاپ چسب های لایه بندی یا فلز در فلز نشانی انرژی سطحی CPP باید افزایش یابد به نحوی كه به میزان دست كم dyne/cm(mN/m) 38 برسد.
پرداخت با كرونا روشی است كه در خطوط فیلم تخت جهت رسیدن به انرژی سطحی بالاتر ترجیح داده می شود. پس پرداخت اغلب در مورد فیلم تخت انجام می پذیرد كه به ایجاد چروك و خمش وجه مقابل می انجامد. این پدیده با حذف هوای بین فیلم و غلتك دی الكتریك قابل پیشگیری است. پس پرداخت می تواند مانع دوخت گرمایی بعد از آن گردد و موجب خشك چسبی به ویژه روی چاپ گردد كه به باریكه های ناخواسته می انجامید.
میزان كشش سطحی می تواند با استفاده از یك قلم پرداخت یا آزمودن محلول بلافاصله پس از پیچش اندازه گیری شود. كشش سطحی با پیرشدگی غلتك تا دو dyne/cm یا بیشتر، بسته میزان افزودنی بسپار كاهش خواهد یافت. پرداخت بیشتر ممكن است به خشك چسبی، بوی بد و تغییر رنگ بیانجامد. این پرداخت معمولا به گرمایش شبكه می انجامد. اقداماتی برای پیشگیری از ایجاد پلیسه و یا چروك ناشی از آن باید صورت پذیرد.

همرانی (كواكستروژن)

هنگام استفاده از فرآیند همرانی امكان تلفیق مواد/ ویژگی های مختلف در ساختاری ساندویچی وجود دارد. همرانی به طور كلی و همرانی به طور خاص طی چند سال اخیر به موقعیتی برجسته ای رسیده است. به طور مشخص همرانی سه لایه با چیدمان ABA یا ABC گونه برگزیده CPP در ساختاری چند لایه است.

افزودنی ها

فرمولبندی ایده آل در زمستان و تابستان متفاوت است چه دمای بیرون بر اینكه عوامل لغزش تحت شرایط بیرونی چگونی به سطح فیلم مهاجرت می كنند اثر می گذارد.
بطور معمول قطعه تشكیل دهنده لایه ها، مركب از ساختاری با لایه دوخت تماس با غلتك سرمایش می باشد، در حالی كه سطح پرداخت شده به سمت هوای آزاد اكسترود شود. در حالی كه در ابتدا این ممكن است عجیب به نظر رسد، لایه دوخت معمولا 500 تا PPM 700 عامل رهایش دارد تا لایه رهایش (نازكی) بین فیلم و غلتك فراهم سازد. این لایه رهایش به پیشگیری در چسبیدن موضعی پرده مذاب به غلتك سرد كمك می كند كه در عوض امكان ایجاد عرض گسترده ای از میزان خلا را در جعبه خلا فراهم می سازد. علاوه بر آن لغزش در لایه های بیرونی پیچیدن فیلم «سفت» بدون «نشانه های كوفتگی» را آسانتر می سازد.
وارد ساختن 200 تا PPM 1500 عامل ضد خشك چسبی به لایه پرداخت برای بهبود پیچش فیلم و نحوه عملكرد فیلم در فرآیندهای تبدیلی بعدی معمول است. عامل ضد خشك چسبی مهاجرت نمی كند و كدری فیلم را افزایش می دهد برای همین دلیلی برای وارد ساختن آن در لایه میانی نیست. عامل ضدخشك چسبی معمولا در لایه دوخت حرارتی وارد نمی شود زیرا عامل ضد خشك چسبی دستیابی به دوخت حرارتی خوب را دشوار می سازد.

مثال از كاربردها

PP فیلم های تابیده

  • این كاربرد جایگزینی برای سلوفان، PVC یا كاغذ واكس اندوداست.
  • معمولا بر روی فیلم همرانده شده تخت با سه لایه همگن بسپار PP و همبسپار تصادفی PP تولید می شود.
  • این كاربرد جایگزینی برای لایه بندی ها با BOPP یا فیلم های BOPP است.
  • معمولا بر روی فیلم تخت PP یا PE دمشی دارای همگن بسپار PP و سه بسپار یا لایه دوخت همبسپار رادیكالی تولید می شود.

فیلم های تخت PP قابل فلز نشانی

  • جایگزینی برای BOPP و كاربردهای جدید است.
  • معمولا PP تخت متشكل از همبسپار و همگن بسپار PP می باشد.
  • جایگزینی برای كیسه های PVC می باشد.
  • معمولا یك فیلم همرانی تخت سه لایه با ساختار زیر:
    • لایه الف: لایه مقاوم حرارتی همگن یا همبسپار تصادفی PP
    • لایه ب: آلیاژهای PP raheco یا PP تصادفی با SEBS، TPO، EPR
    • لایه پ: لایه دوخت PP، آلیاژ یا همبسپار تصادفی یا سه بسپار فیلم های برچسب/ نمایشی
  • این فیلم ها جایگزینی برای مواد موجود (PE، PVC) یا كاربردهای جدید هستند.
  • معمولا PP تخت از همگن بسپار PP و آلیاژ PE تشكیل گشته است.

فیلم های برچسب/ نمایشی

  • این فیلم ها جایگزینی برای مواد موجود (PVC,PE) یا كاربردهای جدید هستند.
  • معمولا PP تخت از همگن بسپار PP و آلیاژ PE تشكیل گشته است.

فیلم لایه بندی بسته ایستادنی

  • این فیلم جایگزینی برای آلومینیوم، حلبی سفید و بطری های شیشه ای، سینی ها، قوطی ها و جعبه ها با مفهوم بسته ایستادنی بسپاری است.
  • ساختار نوعی اغلب از لایه بندی PET/PA/PP پوشیده با SIOx است. PP بیشتر نقش لایه دوخت را دارد. آن استحكام كششی و بدنه فیلم را فراهم می سازد.
  • در بسته بندی سوپ، سس، غذای جامد، غذای حیوانات، شوینده ها و مواد آرایشی بكار می رود.

فیلم های وركنی

  • ساختار فیلم های وركنی بر پایه PP قابل سترون سازی و غیرقابل سترون سازی هستند.
  • ساختار نوعی فیلم هم رانده متشكل از هسته PP (همگن، همبسپار تصادفی و قطعه ای) و لایه وركنی نازك (10 میكرون) هستند.
  • برای همه انواع فیلم های غذاهای آماده، جعبه های بستنی، پنیر نرم، فرآورده های شیری بكار می رود. ساختارهای انعطاف پذیر وركنی غذا و شوینده ها خودوركن هستند. بسته بندی ثانویه وركندنی قابل سترون شدن برای بسته های پزشكی.
عامل راستا كشش ازدیاد طول ضربه كدری
دمای بسپار ماشین

عرضی

كاهش

ناچیز

افزایش

كاهش

ناچیز

ناچیز

كاهش

كاهش

دمای سرمایش ماشین

عرضی

افزایش

افزایش

ناچیز

افزایش

كاهش

كاهش

افزایش

افزایش

شكاف دای ماشین

عرضی

كاهش

ناچیز

كاهش

افزایش

افزایش

افزایش

كاهش

كاهش

محل دمش هوا ماشین

عرضی

افزایش

افزایش

افزایش

ناچیز

كاهش

كاهش

افزایش

افزایش

سرعت خط ماشین

عرضی

كاهش

كاهش

كاهش

كاهش

كاهش

كاهش

افزایش

افزایش