ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 1 από 6

Transcript

1 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 1 από 6 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Παραδόσεις του µαθήµατος Συσκευασία Τροφίµων ρ. ΣΠΥΡΙ ΩΝ Ε. ΠΑΠΑ ΑΚΗΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΟΧΕΙΩΝ Μορφοποίηση µε έγχυση (injection molding) Μορφοποίηση µε συµπίεση (compression molding) Μορφοποίηση µε έγχυση και εµφύσηση (injection blow molding) Μορφοποίηση µε εξώθηση και εµφύσηση (extrusion blow molding) Μορφοποίηση µε τέντωµα και εµφύσηση (stretch blow molding) ή µορφοποίηση µε προσανατολισµό και εµφύσηση (orientation blow molding) Μορφοποίηση µε συνεξώθηση και εµφύσηση (coextrusion blow molding) Θερµοµορφοποίηση (thermoforming) ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΕΓΧΥΣΗ Ρευστοποίηση του πλαστικού µέσα σ' ένα θερµαινόµενο κύλινδρο και εξώθησή του µ' ένα έµβολο µέσω ενός ακροφύσιου στο καλούπι. Το εσωτερικό κοίλο τµήµα του καλουπιού έχει το σχήµα του δοχείου που θέλουµε να παράγουµε. Μετά από σύντοµο χρονικό διάστηµα το πλαστικό ψύχεται και στερεοποιείται µέσα στο καλούπι. Στη συνέχεια ανοίγει το καλούπι και εξάγεται το δοχείο είτε µηχανικά ή µε πεπιεσµένο αέρα. Σε µια παραλλαγή του προηγούµενου µηχανήµατος το έµβολο έχει αντικατασταθεί από ατέρµονα κοχλία που περιστρέφεται αλλά και παλινδροµεί για να γίνεται η έγχυση. Τα πλεονεκτήµατα της χρήσης κοχλία αντί εµβόλου είναι η καλύτερη ανάµειξη, ο πιο οµοιόµορφος χρωµατισµός και η µικρότερη θερµική αποικοδόµηση του πλαστικού. Πολυµερή που συνήθως µορφοποιούνται: PS και PP οχεία: βάζα, κεσεδάκια, λεκανάκια, ποτήρια, δίσκοι ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΣΥΜΠΙΕΣΗ Για θερµοσκληρυνόµενα πολυµερή Κατασκευή πωµάτων µε πολυµερή ουρίας-φορµαλδεΰδης Ποσότητα πλαστικού σε σκόνη τοποθετείται στο ανοιχτό καλούπι που αποτελείται από δυο κοµµάτια και έχει προθερµανθεί στους C. Το καλούπι κλείνει και πιέζεται το πάνω κοµµάτι του µε µια υδραυλική πρέσα. Το πλαστικό τήκεται και καλύπτει τον κενό χώρο µεταξύ του πάνω και κάτω κοµµατιού του καλουπιού. Η περίσσεια του πλαστικού συµπιέζεται στο εξωτερικό του καλουπιού και αφαιρείται µε ειδική λεπίδα. Το πλαστικό αφήνεται στο καλούπι για 1-2 min για ωρίµανση - σκλήρυνση (curing), δηλαδή ανάπτυξη των επιθυµητών ιδιοτήτων του και µετά αποµακρύνεται αυτόµατα ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΕΜΦΥΣΗΣΗ Κύρια µέθοδος κατασκευής κοίλων πλαστικών αντικειµένων όπως οι φιάλες. Ένας κυλινδρικός σωλήνας, που ονοµάζεται προδιαµόρφωµα ή parison, από το λιωµένο και σε ηµίρρευστη κατάσταση θερµοπλαστικό πολυµερές τοποθετείται σε ψυχόµενο καλούπι κατάλληλου σχήµατος. Αέρας υπό πίεση, ή ενίοτε άζωτο, διαβιβάζεται στο σωλήνα και αναγκάζει τη λιωµένη µάζα του πλαστικού να διασταλεί και να έλθει σ επαφή µε τα ψυχρά τοιχώµατα του καλουπιού, οπότε και στερεοποιείται παίρνοντας το σχήµα του καλουπιού. Γενικά η διεργασία λαµβάνει χώρα σε τρία στάδια: λιώσιµο της ρητίνης, σχηµατισµός του προδιαµορφώµατος (parison) και εµφύσησή του ώστε να πάρει το τελικό σχήµα. Τα δυο πρώτα στάδια πραγµατοποιούνται είτε µε έγχυση οπότε πρόκειται για µορφοποίηση µε έγχυση και εµφύσηση (injection blow molding) είτε µε εξώθηση οπότε πρόκειται για µορφοποίηση µε εξώθηση και εµφύσηση (extrusion blow molding).

2 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 2 από 6 Τρεις τύποι µορφοποίησης µε εµφύσηση: Μορφοποίηση µε έγχυση και εµφύσηση: Χρησιµοποιείται όταν οι ανοχές για το πάχος των τοιχωµάτων είναι πολύ µικρές, όταν απαιτείται υψηλής ποιότητας λαιµός για τη φιάλη, όταν είναι αδύνατη η επεξεργασία του πολυµερούς σε εξωθητή. Συνήθως για φιάλες από HDPE, PP, PS και PVC. Μορφοποίηση µε εξώθηση και εµφύσηση Συνήθως για φιάλες από HDPE, PP, PVC και τα συµπολυµερή του ακρυλονιτριλίου Μορφοποίηση µε τέντωµα και εµφύσηση: Για πολυµερή, όπως το ΡΕΤ, που είναι δύσκολη η εµφύσηση και που µπορούν να κρυσταλλωθούν. Σε αρκετές εφαρµογές στη συσκευασία τροφίµων χρησιµοποιούνται µηχανήµατα που σχηµατίζουν την πλαστική φιάλη µε εµφύσηση, τη γεµίζουν και τη σφραγίζουν ενώ ακόµα αυτή βρίσκεται στο καλούπι. Τα πλεονεκτήµατα που έχει αυτή η τεχνική είναι η δυνατότητα για ασηπτικό γέµισµα και για κατασκευή φιαλών µε λεπτότερα τοιχώµατα (άρα και φθηνότερων). Οι απαιτήσεις για µεγαλύτερη µηχανική αντοχή των πλαστικών φιαλών είναι πιο αυστηρές για τη γεµιστική µηχανή παρά για κανονική χρήση. Λειτουργία της µηχανής Bottlepack 4000 που παράγει-γεµίζει-σφραγίζει (form-fill-seal) 3000 φιάλες του 1/2 λίτρου την ώρα. ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΣΥΝΕΞΩΘΗΣΗ & ΕΜΦΥΣΗΣΗ υο ή και περισσότεροι εξωθητές τροφοδοτούν το ίδιο καλούπι µε διαφορετική ρητίνη ο καθένας µέσω ενός κοινού ακροφύσιου. Έτσι το παραγόµενο προδιαµόρφωµα (parison) αποτελείται από στρώµατα διαφορετικών πολυµερών και κατά συνέπεια και η φιάλη που παράγεται στη συνέχεια αποτελείται από πολλά στρώµατα διαφορετικών πλαστικών. Με διαφορετικές πλαστικές ύλες, µπορούµε να προσδώσουµε στη φιάλη τις επιθυµητές ιδιότητες, π.χ. για την παραγωγή φιάλης µε µεγάλη χηµική αντοχή, µικρή διαπερατότητα σε οξυγόνο και υδρατµούς και µε χαµηλό κόστος µπορεί να χρησιµοποιηθεί ένα λεπτό στρώµα µιας αρκετά ακριβής πλαστικής ύλης, που έχει µικρή διαπερατότητα, ανάµεσα σε δυο στρώµατα από φθηνή πλαστική ύλη. Κατασκευή δοχείων για κέτσαπ, µαγιονέζα, σάλτσες. ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΤΕΝΤΩΜΑ & ΕΜΦΥΣΗΣΗ Με το τέντωµα επιτυγχάνεται προσανατολισµός των µακροµορίων του πολυµερούς στη διαµήκη & εγκάρσια διεύθυνση. Πλεονεκτήµατα: Αυξηµένη µηχανική αντοχή Μεγαλύτερη στιλπνότητα επιφάνειας Μειωµένος ερπυσµός Μεγαλύτερη αδιαπερατότητα σε αέρια και υδρατµούς Μεγαλύτερη διαφάνεια Η διεργασία βρίσκει σηµαντικότατη εφαρµογή στην παραγωγή φιαλών από ΡΕΤ για τη συσκευασία αναψυκτικών, νερού, λαδιού κλπ. Σε πρώτο στάδιο και µε την τεχνική της µορφοποίησης µ' έγχυση παράγονται τα προπλάσµατα (preforms) που είναι κυλινδρικοί σωλήνες µε το κάτω άκρο τους κλειστό και το πάνω µέρος µε σχηµατισµένο πλήρως το στόµιο της φιάλης και µε το σπείρωµά του έτοιµο για να δεχτεί το βιδωτό πώµα. Το τήγµα του ΡΕΤ σε θερµοκρασία 265 C τροφοδοτείται σε ψυχόµενα µε νερό καλούπια. Η ψύξη του preform σε θερµοκρασία µικρότερη των 120 C πρέπει να είναι πολύ γρήγορη ώστε το ΡΕΤ να µην προλάβει να κρυσταλλωθεί και να παραµείνει άµορφο. Ο ρυθµός κρυστάλλωσης είναι σηµαντικός µόνο για την περιοχή θερµοκρασιών C, ενώ µόνο το άµορφο ΡΕΤ έχει την απαιτούµενη διαφάνεια και λάµψη σαν το γυαλί. Τα preforms αποθηκεύονται σε θερµοκρασία περιβάλλοντος µέχρι να χρειαστούν για την επόµενη διεργασία. Το πρόπλασµα (preform) µε το σωλήνα εµφύσησης τοποθετηµένο εντός του θερµαίνεται δι ακτινοβολίας στους C και στη συνέχεια τοποθετείται στο καλούπι. Η διαδικασία της

3 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 3 από 6 εµφύσησης αρχίζει µε την έκταση του preform µε τη βοήθεια του εµβόλου εκτάσεως. Συγχρόνως µε την έκταση, εµφυσάται στο preform πεπιεσµένος αέρας που το αναγκάζει να πάρει το σχήµα του καλουπιού. ΘΕΡΜΟΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ Το σηµαντικότερο µειονέκτηµα των δοχείων που κατασκευάζονται µε θερµοµορφοποίηση είναι η ανοµοιοµορφία στο πάχος των τοιχωµάτων τους και συνεπώς στις ιδιότητες φραγµού. Για την αποφυγή αυτού του προβλήµατος χρησιµοποιείται ενίοτε µια παραλλαγή κατά την οποία το θερµό φύλλο εγκλωβίζεται ανάµεσα σε αρσενικό και θηλυκό καλούπι που ταιριάζουν ώστε τελικά να πιέσουν το φύλλο ανάµεσά τους και να του δώσουν το επιθυµητό σχήµα Κατασκευάζονται: κεσεδάκια για γιαούρτι, κρέµα γάλακτος, µαργαρίνη, δίσκοι για τη συσκευασία νωπών οπωροκηπευτικών, κρέατος, ψαριών, θήκες για συσκευασία αυγών και τα πλαστικά διαχωριστικά στα κουτιά µε σοκολατάκια και µπισκότα. Πολυµερή που θερµοµορφοποιούνται: PS, οξική κυτταρίνη, HDPE, PP, άκαµπτο PVC, διογκωµένο PS. ΑΦΡΩ Η ΠΛΑΣΤΙΚΑ Πλεονεκτήµατα: ιδιότητες θερµικής µόνωσης, προστασία του περιεχοµένου προϊόντος από µηχανικές καταπονήσεις, απόσβεση κρούσεων και υψηλή µηχανική αντοχή τους σε σχέση µε το βάρος τους. Πολυµερή που µπορούν να διογκωθούν: LDPE, HDPE, PP, CA, PS, PU. Στη συσκευασία τροφίµων η αγορά κυριαρχείται από το αφρώδες PS. ιόγκωση είναι η διασπορά αερίου στη µάζα ενός πολυµερούς και επιτυγχάνεται µε χηµικές, φυσικές και µηχανικές µεθόδους. Με τη χηµική µέθοδο τα αέρια δηµιουργούνται µέσω χηµικής αντίδρασης (π.χ. προσθήκη οξέος σε ανθρακικά άλατα ή θερµική διάσπαση) ενώ µε τη φυσική µέθοδο, προστίθεται υγρό σχετικά χαµηλού σηµείου ζέσεως ή διοχετεύεται αέριο υπό πίεση. Η αφρώδης δοµή του πολυµερούς δηµιουργείται είτε από την εξάτµιση του υγρού (αφρώδες πολυστυρόλιο), είτε από την εκτόνωση του αερίου. Με τη µηχανική µέθοδο, έντονη ανάδευση δηµιουργεί γαλάκτωµα πολυµερούς µε το αέριο. ΠΛΑΣΤΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ (FILMS) Πλαστική µεµβράνη ή φιλµ (film): λεπτό εύκαµπτο πλαστικό φύλλο πάχους 0,010" ( = 254 µm = 0,254 mm ) ή λιγότερο. Προϊόν µε πάχος µεγαλύτερο των 0,254 mm αναφέρεται απλώς ως φύλλο (sheet) και µορφοποιείται συνήθως µε τη µέθοδο της θερµοµορφοποίησης. ΜΕΘΟ ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Εξώθηση χυτευτού ή επιπέδου φιλµ (cast or flat film extrusion) Εξώθηση σωληνοειδούς ή εµφυσηµένου φιλµ (tubular or blown film extrusion) Συµπίεση ανάµεσα σε περιστρεφόµενους κυλίνδρους (calendering) Χύτευση διαλύµατος (solution casting) ΕΞΩΘΗΣΗ ή ΕΚΒΟΛΗ (EXTRUSION) Κοχλίας που περιστρέφεται µέσα σε θερµαινόµενο κυλινδρικό κορµό. Τροφοδοσία µε το πλαστικό σε µορφή κόκκων. Ο κοχλίας προωθεί το υλικό στη ζώνη συµπίεσης, όπου, λόγω του µικρού ελεύθερου χώρου ανάµεσα στον κοχλία και στον κυλινδρικό κορµό, το πλαστικό συµπιέζεται και υπόκειται σε διάτµηση. Τήκεται και µετατρέπεται σε οµογενή µάζα λόγω της θέρµανσης από την τριβή και την επαφή του µε τα θερµαινόµενα τοιχώµατα του κορµού. Μετά τη ζώνη συµπίεσης το τήγµα περνάει στη ζώνη εξόδου (metering zone) όπου οµογενοποιείται και φέρεται στην επιθυµητή θερµοκρασία. Στην έξοδο του εξωθητή προσαρµόζεται η µήτρα (die), η οποία και καθορίζει τη µορφή του προϊόντος εκβολής. ΕΞΩΘΗΤΗΣ ΙΠΛΟΥ ΚΟΧΛΙΑ Οι κοχλίες σ έναν εξωθητή διπλού κοχλία µπορεί να περιστρέφονται κατά την ίδια φορά (εξωθητές που χρησιµοποιούνται για επεξεργασία τροφίµων) ή κατά αντίθετες (εξωθητές που χρησιµοποιούνται για επεξεργασία πλαστικών).

4 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 4 από 6 ΕΞΩΘΗΣΗ ΕΠΙΠΕ ΗΣ ή ΧΥΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Αν η σχισµή της µήτρας έχει σχήµα παραλληλογράµµου παράγεται επίπεδο φιλµ, το οποίο εξέρχεται είτε σε υδρόλουτρο ψύξης είτε ανάµεσα σε ψυχόµενους περιστρεφόµενους κυλίνδρους. Τα κυριότερα πλεονεκτήµατα της διεργασίας επίπεδης µεµβράνης είναι οι καλύτερες οπτικές ιδιότητες, η µεγαλύτερη οµοιοµορφία πάχους της µεµβράνης και η µεγαλύτερη δυναµικότητα της διεργασίας. ΕΞΩΘΗΣΗ ΣΩΛΗΝΟΕΙ ΟΥΣ ή ΕΜΦΥΣΗΜΕΝΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Αν η σχισµή της µήτρας του εξωθητή έχει σχήµα κύκλου το πλαστικό εξέρχεται από τον εξωθητή υπό τη µορφή λεπτού σωλήνα ο οποίος εξωθείται κάθετα προς τα πάνω και µε εµφύσηση αέρα διογκώνεται ενώ µειώνεται το πάχος των τοιχωµάτων του. Ακολούθως ψύχεται, το φιλµ γίνεται επίπεδο και τυλίγεται σε ρολό. Η µέθοδος χρησιµοποιείται κυρίως στην κατασκευή σακιδίων και το υλικό που µορφοποιείται συνηθέστερα µε τον τρόπο αυτό είναι το LDPE. Τα πλεονεκτήµατα της διεργασίας είναι οι καλύτερες µηχανικές ιδιότητες της µεµβράνης, η ευκολία και ευελιξία της διεργασίας και το χαµηλότερο κόστος ΠΑΡΑΓΩΓΗ LAMINATE µε ΣΥΝΕΞΩΘΗΣΗ Συνδυάζοντας περισσότερους του ενός εξωθητές οι οποίοι τροφοδοτούν την ίδια σχισµή µε διαφορετικά πολυµερή τα οποία συντήκονται και ενώνονται στο σηµείο σχηµατισµού της µεµβράνης σχηµατίζεται ένας πολυστρωµατικός συνδυασµός µεµβρανών (laminate). Η διεργασία ονοµάζεται συνεξώθηση (coextrusion). ΑΛΛΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Κυλίνδρωση Συµπίεση του θερµού πλαστικού υλικού ανάµεσα σε δυο ή περισσότερους περιστρεφόµενους κυλίνδρους. Παραγωγή µεµβρανών και φύλλων από PVC, το δε παραγόµενο φιλµ έχει πολύ πιο οµοιόµορφο πάχος απ' αυτό που παράγεται µ' εξώθηση. Χύτευση διαλύµατος Η µέθοδος χρησιµοποιείται όταν είναι απαραίτητο η επιφάνεια της µεµβράνης ή του φύλλου να είναι πολύ υψηλής ποιότητας. Αρχικά διαλύονται οι κόκκοι του πλαστικού µαζί µε τα απαιτούµενα πρόσθετα σε κατάλληλο διαλύτη. Μετά από διήθηση για την αποµάκρυνση αδιάλυτων σωµατιδίων, το διάλυµα µέσω µιας σχισµής επιθυµητών διαστάσεων εκβάλλεται πάνω σε κινούµενο, θερµαινόµενο και πολύ καλά γυαλισµένο ατέρµονα ιµάντα, κατασκευασµένο από ανοξείδωτο χάλυβα. Ο διαλύτης εξατµίζεται και στην άλλη άκρη του ιµάντα αποσπάται το επίπεδο φιλµ από τον ιµάντα. Με την τεχνική παράγονται συνήθως µεµβράνες οξικής, προπιονικής, βουτυρικής και αιθυλικής κυτταρίνης. ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Για να αποκτήσει το πλαστικό µεγαλύτερη αντοχή και ανθεκτικότητα κατά τη χρήση συνήθως απαιτείται µια επιπλέον διαδικασία επεξεργασίας µε σκοπό τον προσανατολισµό (διευθέτηση) των µακροµορίων του πολυµερούς προς µία συγκεκριµένη κατεύθυνση, από την τυχαία διάταξη που βρίσκονται αρχικά. Επιτυγχάνεται µε τέντωµα της µεµβράνης προς µια ή δύο κατευθύνσεις, µε τη µεµβράνη να βρίσκεται σε θερµοκρασία στην οποία είναι µαλακή. Όταν η µεµβράνη ψυχθεί και στερεοποιηθεί, τα µακροµόρια παραµένουν στη νέα διάταξη, επιµηκυµένα σαν ελατήρια και η διάταξη αυτή των µορίων παραµένει "παγωµένη" και µετά το τέλος της επεξεργασίας. Όταν µια προσανατολισµένη µεµβράνη επαναθερµανθεί στη θερµοκρασία προσανατολισµού της, τότε συρρικνούται καθώς τα µόρια του πολυµερούς επανέρχονται στο αρχικό τους µέγεθος και στην αρχική τους διάταξη στο χώρο. Τα φιλµ προσανατολίζονται σε µια κατεύθυνση (uniaxial orientation) ή συνηθέστερα σε δυο κατευθύνσεις (biaxial orientation), κάθετα η µια στην άλλη. Σχεδόν όλα τα θερµοπλαστικά πολυµερή µπορούν να προσανατολιστούν σε κάποιο βαθµό, αλλά τα άµορφα προσανατολίζονται ευκολότερα από τα κρυσταλλικά.

5 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 5 από 6 Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΕΝΩΝ ΦΙΛΜΣ Προσανατολισµένα σε δυο κατευθύνσεις φιλµς έχουν: Μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσµό και κρούση Μεγαλύτερη ευκαµψία Μεγαλύτερη διαφάνεια Μεγαλύτερη σκληρότητα Αυξηµένη ικανότητα για συρρίκνωση Η διαπερατότητα τους σε αέρια και υδρατµούς µπορεί να µειωθεί κατά 10 µε 50% εξαρτουµένου από το είδος του πολυµερούς, το βαθµό και τη θερµοκρασία προσανατολισµού. Ο προσανατολισµός έχει γενικά αρνητικές επιπτώσεις στην ευκολία θερµοσυγκόλλησης του φιλµ και στην ευκολία µε την οποία εξαπλώνεται ένα σκίσιµο στο φιλµ. Φιλµς που συνήθως προσανατολίζονται: ΡΕΤ, PA, PVdC, PP και LDPE. Από άποψη ποσοτήτων την πρώτη θέση κατέχει το πολυπροπυλένιο (OPP - Oriented Poly-Propylene). Σε πολλές εφαρµογές η συρρίκνωση του φιλµ είναι ανεπιθύµητη, ενώ απαιτείται µεγάλη σταθερότητα του φιλµ στη θέρµανση. Σ αυτές τις περιπτώσεις µπορεί να γίνει ανόπτηση των προσανατολισµένων µεµβρανών που συνίσταται στη θέρµανσή τους ενώ διατηρούνται τεντωµένες ώστε να χαλαρώσουν οι εσωτερικές τάσεις. Κατόπιν ψύχονται και απελευθερώνονται από το τέντωµα. Αυτά τα φιλµ ονοµάζονται heat set (σταθεροποιηµένα µε θέρµανση) και δεν συρρικνώνονται αν θερµανθούν σε θερµοκρασία µικρότερη της θερµοκρασίας ανόπτησης.. Προσανατολισµός προς µια κατεύθυνση επιτυγχάνεται µε: Εξώθηση χυτευτού φιλµ Προσανατολισµός προς δυο κατευθύνσεις επιτυγχάνεται µε: Τέντωµα µε χρήση πλαισίου (tenterframe) & Εξώθηση σωληνοειδούς ή εµφυσηµένου φιλµ ΘΕΡΜΟΣΥΡΡΙΚΝΟΥΜΕΝΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ Το θερµοσυρρικνούµενο φιλµ που είχε την πρώτη εµπορική εφαρµογή ήταν το Saran. Σήµερα µια µεγάλη ποικιλία θερµοσυρρικνούµενων πλαστικών µεµβρανών διατίθενται για τη συσκευασία τροφίµων. Εν τούτοις, µ' εξαίρεση το Saran, τα περισσότερα από τ' άλλα θερµοσυρρικνούµενα φιλµς απαιτούν θερµοκρασίες µεγαλύτερες των 100 C για ικανοποιητική συρρίκνωση καθιστώντας έτσι απαραίτητη τη χρήση θαλάµων θερµού αέρα. Κατά την επιλογή ενός θερµοσυρρικνούµενου φιλµ για συγκεκριµένη εφαρµογή οι ακόλουθες τρεις ιδιότητες πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπ όψιν: Το εύρος θερµοκρασιών στις οποίες το φιλµ συρρικνώνεται Ο βαθµός συρρίκνωσης Η τάση που ασκείται στο συσκευασµένο αντικείµενο ΕΛΑΣΤΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ (Strech films) Οι ελαστικές µεµβράνες ή µεµβράνες για περιτύλιγµα µε τέντωµα εισήχθησαν στην αγορά στις αρχές της δεκαετίας του 1970 και αντικατέστησαν τις θερµοσυρρικνούµενες στο περιτύλιγµα των παλετών και σε πολλές άλλες εφαρµογές. Οι µεµβράνες αυτές τεντώνονται και περιτυλίγονται γύρω από το συσκευαζόµενο αντικείµενο, η δε ελεύθερη άκρη τους συνήθως απλώς αφήνεται σε επαφή µε το στρώµα της µεµβράνης που βρίσκεται από κάτω. Η προσκόλληση µεµβράνης µε µεµβράνη είναι συνήθως αρκετή για να την συγκρατεί στη θέση τηςτα φιλµ που χρησιµοποιούνται συνήθως για περιτύλιγµα µε τέντωµα (stretch wrapping) είναι LDPE, LLDPE, PVC, EVA copolymer, PP. LAMINATES Laminate = Πολυστρωµατικός συνδυασµός εύκαµπτων υλικών συσκευασίας, π.χ. χαρτιού, πλαστικών µεµβρανών, αλουµινίου, µε κάθε στρώµα να έχει πάχος γενικά µεγαλύτερο των 6 µm. Πλεονεκτήµατα Συνδυάζουν τα πλεονεκτήµατα καθενός από τα επιµέρους υλικά από τα οποία αποτελούνται.

6 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Σελίδα 6 από 6 ΜΕΘΟ ΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ LAMINATES Λαµινάρισµα µε κόλλα (adhesive lamination) Λαµινάρισµα µε θέρµανση (thermal lamination) Λαµινάρισµα µε εξώθηση (extrusion lamination): εξώθηση θερµοπλαστικού πολυµερούς (ΡΡ, ΡΕ, νάυλον) ανάµεσα στα δυο φύλλα που συγκολλώνται. Λαµινάρισµα µε hot melts Επίχρηση µε εξώθηση (extrusion coating) Συνεξώθηση (coextrusion) Επιµετάλλωση υπό κενό (vacuum metallizing) ΕΠΙΜΕΤΑΛΛΩΣΗ ΥΠΟ ΚΕΝΟ Ένα εξαιρετικά λεπτό στρώµα µετάλλου (συνηθέστερα αλουµινίου), πάχους µεταξύ 8 και 50 nm, εναποτίθεται σε προ-επεξεργασµένη επιφάνεια πλαστικής µεµβράνης ή χαρτιού. Σε συνθήκες υψηλού κενού (10-4 mm Hg) το Al θερµαίνεται στους C, εξατµίζεται και εναποτίθεται στην επιφάνεια της µεµβράνης η οποία περιτυλίσσεται γύρω από ψυχόµενο κύλινδρο. Το υψηλό κενό είναι απαραίτητο για να φτάσουν εύκολα στη µεµβράνη τα µόρια του Al χωρίς να παρεµποδιστούν από τον αέρα. Επίσης έτσι αποφεύγεται η οξείδωση του Al. Η διεργασία αυτή στο παρελθόν γινόταν µόνον για να βελτιώσει την εµφάνιση της µεµβράνης. Αργότερα έγινε αντιληπτό ότι έτσι µειωνόταν σηµαντικά η διαπερατότητά της στα αέρια και τους υδρατµούς, ο δε συνδυασµός αποτελούσε επίσης καλό φραγµό στο φως. Γενικά η επιµετάλλωση των πλαστικών µ ένα στρώµα αλουµινίου πάχους της τάξεως των 50 nm επιφέρει 95-99% µείωση στη διαπερατότητα των πλαστικών στο οξυγόνο και τους υδρατµούς. Οι πλαστικές µεµβράνες που συνήθως επιµεταλλώνονται είναι το PP, το µη πλαστικοποιηµένο PVC, το Saran, το σελοφάν, η CA, το PS, PET, PA. Και το χαρτί µπορεί να επιµεταλλωθεί αν επικαλυφθεί πρώτα µ' ένα στρώµα λάκας για καλύτερη συγκόλληση. Οι επιµεταλλωµένες πλαστικές µεµβράνες χρησιµοποιούνται συνηθέστερα ως συστατικά laminates και σπανιότερα µόνες τους ως υλικά συσκευασίας.