DETERMINATION OF HEAT SEALING AND TENSILE PROPERTIES OF LDPE/LLDPE BLENDED PACKAGING FILMS

DETERMINATION OF HEAT SEALING AND TENSILE PROPERTIES OFLDPE/LLDPE BLENDED PACKAGING FILMS Feridun Şenol, Sevim Okumuş, Rahim İşler

AYPE/LAYPE KARIŞIMLI AMBALAJ FİLMLERİNİN ISIL YAPIŞMA VE GERİLME DAYANIMI ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Feridun Şenol, Sevim Okumuş, Rahim İşler

Şekillendir-Doldur ve YapıştırFFS (Form-Fill&Seal) • Plastik ambalajın sektöründe kullanılan en yaygın otomatik dolum ve ambalaj uygulamalarından biridir - Gıda ürünleri (şeker, kuru gıda, çerez, ekmek, bisküvi, kek, peynir ve süt ürünleri, taze ve işlenmiş et&balık, donmuş gıdalar, dondurma v.b.); - Temizlik ürünleri/hijyenik ürünler; - Medikal ve kozmetik ürünler; - Evcil hayvan maması; - Kimya ve petrokimya ürünleri (gübre, plastik hammadde) IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Şekillendir-Doldur ve YapıştırFFS (Form-Fill&Seal) • FFS Aşamaları: - Şekillendir - Doldur - Yapıştır IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Şekillendir-Doldur ve YapıştırFFS (Form-Fill&Seal) • Isıl Yapışmanın iyi olmaması durumunda: - ambalajlanan ürünün miktar kayıplarının önlenmesi, - tazeliğinin ve aromanın korunması, - ürünün taşınması, gibi bir ambalaja verilen önemli görevler yerine getirilememektir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA (Heat Sealing) MODELİ • Birinci adımda, basınç ve sıcaklık uygulamadan yapıştırılacak yarıkristal polimer film yüzeylerinin birbirleri ile yakın teması sağlanır. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA (Heat Sealing) MODELİ • İkinci adımda, her iki filmin yapıştırılacak kısımlarındaki kristal faz ısıtılarak ergitilir ve eriyik haline dönüştürülür. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA (Heat Sealing) MODELİ • Üçüncü adımda, BASINÇ ve ISININ etkisiyle, yapıştırılacak yüzeylerin birbirleri ile temas ettikleri bölümlerdeki makromoleküllerin hareketi başlar ve yüzeyler “ıslak” hale gelir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA (Heat Sealing) MODELİ • Dördüncü adımda, zaman ilerledikçe “ıslak” yüzeylerde yer alan makromoleküllerin bir yüzeyden diğer yüzeye yayılmaları ve karışmaları gerçekleşir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA (Heat Sealing) MODELİ • Beşinci ve son adımda Sıcaklık ve basınç etkisinden kurtulan yüzeyler soğumaya başlar ve yeniden kristalleşme gerçekleşir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA SORUNU • Yüzey işlemi (korona, alev) sırasında, yüzeyin en üst tabakasında oluşan çapraz bağlar, yüksek molekül ağırlıklı makromoleküllerin hareket kabiliyetini azaltmakta, ısıl yapışmada bir yüzeyden diğer yüzeye yayılmalarını ve karışmalarını engellenmektedir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

ISIL YAPIŞMA SORUNU • Uzun zincir dallanmalarına sahip AYPE filmlerinde üretim esnasında oluşan stres, ısıl işlem sırasında ortadan kalkmakta ve makromoleküllerde yumak haline dönme eğilimi gözlenmektedir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

AMAÇ: • Isıl Yapışma sorununa çözüm ararken, AYPE’nin uzun zincir dallanmalarınının yapışmaya olumsuz etkisini azaltmak için daha az ve daha kısa dallanmalara sahip LAYPE (Lineer Alçak Yoğunluklu Polietilen) ile karışımları hazırlanarak ısıl yapışma ve gerilme dayanımı özelliklerinin iyileşme gösterdiği en uygun karışım oranın tespit edilmesi amaçlanmıştır. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

AYPE/LAYPE KIYASLAMASI IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Deneysel: • Materyaller: • AYPE PETİLEN G03-21T (PETKİM A.Ş.) -Erime Akış Hızı (190,2.16)=0.30 g/10 dk; -Yoğunluk(23°C)=0.921 g/cm3 • LAYPE DOWLEX NG 5056G (Dow Chemicals Co.) -Eriyik Akış Hızı (190,2.16)=1.1 g/10 dk; -Yoğunluk(23°C)=0.919 g/cm3 IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Film Çekimi Hazırlığı IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Film Çekimi • Ekstruder: PLASTICISERS (D=63 mm, L/D=24) • Ekstruder sıcaklıkları: - bölgeler: 150oC, 180oC, 200oC, 210oC, - adaptör: 210oC, - kafa: 210oC • Film çekme hızı: 5 m/dk; • Film şişirme oranı: 1.5:1 • Film kalınlığı: 50 μm (katkısız, şeffaf) IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Isıl Yapışma Cihazı: • Tester Sangyo TP-701 Heat Seal Tester IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Isıl Yapışma Koşulları: • Yapıştırma Sıcaklığı: 110°C, 120°C, 130°C, 140°C, 150°C, • Yapıştırma süresi: 0,1 saniye, • Yapıştırma basıncı: 2 kgf/cm2 IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Isıl Yapışma (Heat Seal) Testi: • Isıl Yapıştırma sonrası Açılma testine hazırlanan numune örneği (genişlik: 1 cm) IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Yapışma Dayanımı Testi: - Dik yönde yapılan ısıl yapıştırmanın etkinliği Yapışma Dayanımı testi ile ölçülmüştür - Çene hızı: 500 mm/dk - Cihaz: Instron4411 IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Gerilme Dayanımı Testi: • Elde edilen filmlere Makine Yönünde (MY) ve Dik Yönde (DY) Gerilme Dayanımı testi uygulanmıştır • Yöntem: ASTM D882 (Çekme hızı: 500 mm/dk) • Cihaz: Instron4411 IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Bulgular ve Tartışma: Isıl yapışma bandı örnekleri AYPE/LAYPE AYPE IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Bulgular ve Tartışma: IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Gerilme Dayanımının LAYPE Oranına Bağlı Değişimi - KGD IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Gerilme Dayanımının LAYPE Oranına Bağlı Değişimi - KU IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Sonuç: • AYPE G03-21T ürününe LAYPE ilave edilmesinin yapışma sıcaklığının düşmesini ve aynı zamanda filmin dik yönde gerilme dayanımının da artmasını sağladığı tespit edilmiştir. • LAYPE’nin %20 oranına kadar etkili olduğu, bu nedenle FFS torbalama sisteminde kullanılan rulo film imalatında kullanılan AYPE G03-21T ürününe %20 oranında LAYPE ilave edilmesinin uygun olacağı düşünülmektedir. IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

Kaynaklar: • [1]S. Selke, Understanding Plastics Packaging Technology, 65-66, Hanser Publishers, Munich, 1997 • [2] Meka P., F.C. Stehling, Heat Sealing of Semicrystalline Polymer Films. I. Calculation and Measurement of Interfacial Temperatures: Effect of Process Variables on Seal Properties, J. Applied Polymer Science, Vol.51, 89-103, (1994); John Wiley and Sons, Inc. • [3] Meka P., F.C. Stehling, Heat Sealing of Semicrystalline Polymer Films. II: Effect of Melting Distribution on Heat-Seal Behavior of Polyolefins, J. Applied Polymer Science, Vol.51, 105-119, (1994); John Wiley and Sons, Inc. • [4] Meka P., F.C. Stehling, Heat Sealing of Semicrystalline Polymer Films. III. Effect of Corona Discharge Treatment of LLDPE, J. Applied Polymer Science, Vol.51, 121-131, (1994); John Wiley and Sons, Inc. • [5] Cran et al., Characterizing Blends of Linear Low Density and Low Density Polyethylene, J. Therm. Anal. Cal., 81, 2005 IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

KATILIMINIZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ IV Uluslararası Ambalaj Kongresi, İzmir

DETERMINATION OF HEAT SEALING AND TENSILE PROPERTIES OF LDPE/LLDPE BLENDED PACKAGING FILMS