Polibuten 1 jest poliolefiną, która ze względu na swoje szczególne właściwości nadaje się do produkcji specjalnych opakowań z tworzyw sztucznych. Najcenniejsza jest jego kontrolowana nietolerancja polietylenu, którą wykorzystuje się przy produkcji łatwo otwierających opakowań zgrzewalno-zdzieralnych.

Wprowadzenie

Opakowania, które można otworzyć bez trudu i w sposób kontrolowany, cieszą się obecnie ogromną popularnością wśród konsumentów.

Jak wszystkie poliolefiny, także polibuten 1 (PB-1) jest częściowo krystalicznym tworzywem sztucznym. Spełnia on standardowe międzynarodowe wymagania ustawowe dla produktów, które wchodzą w kontakt z artykułami spożywczymi, i dla opakowań wtórnych w segmencie medycznym. Ponadto polibuten 1 jest odporny na składniki produktów spożywczych (na przykład kwasy, zasady, oleje, tłuszcze, alkohole) oraz na środki czyszczące. Największym globalnym producentem PB-1 jest Basell Polyolefins. Poprzez budowę nowej linii produkcyjnej w Moerdijk (Holandia) firma zwiększyła swoją wydajność nominalną do 45 tyś. ton rocznie. W ofercie dostępne są różne typy polimerów jednolitych i kopolimerów na potrzeby wytłaczania, formowania z rozdmuchem lub formowania wtryskowego. W Polsce polibuten używany jest głównie do produkcji rur i folii.

Łatwe rozdzieranie bez szarpania

Ważnym obszarem zastosowania polibutenu są zgrzewane opakowania z folii polietylenowych otwierane poprzez zdarcie warstwy wierzchniej. Dodanie PB-1 do materiału bazowego warstwy zgrzewalnej, jaką jest polietylen, powoduje, że wierzchnią warstwę tego opakowania zgrzewalno-zdzieralnego można otworzyć łatwo, równomiernie i bez szarpania. Dobre właściwości zdzierania wynikają z wykorzystywanej w sposób kontrolowany nietolerancji między PB-1 i PE. Warstwę zdzieralną można połączyć w procesie wytłaczania zarówno z wierzchnią warstwą zewnętrzną, jak i z folią spod nią. Standardowa grubość wierzchniej warstwy folii w opakowaniu spożywczym wynosi od 50 do 70 mm, warstwa zgrzewalna ma grubość od ok. 10 do 25pm. Koncentracja PB-1 zmienia się w zależności od wymaganego stopnia zdzieralności i jakości - od 12 do 18 proc. Podczas obróbki w ciekłym tworzywie dochodzi do separacji faz, a podczas schładzania do tworzenia się wydzielonych obszarów krystalicznych. Wskutek tego powstają liczne małe „wysepki" PB-1 rozsiane w warstwie zgrzewalnej gęsto i równomiernie. Podczas zamykania opakowania poprzez zgrzewanie wysepki PB-1 bardzo słabo przywierają do folii spodniej, podczas gdy obszary PE łączą się z nią. W ten sposób powstaje hermetyczna spoina zgrzewana, która wskutek słabej przyczepności powierzchniowej między PE i PB-1 wykazuje miejsca, w których powinno nastąpić rozdarcie.

Podczas otwierania przez rozrywanie pęknięcie przebiega tylko wewnątrz warstwy zgrzewalnej od „wysepki" do „wysepki", dzięki czemu uzyskuje się możliwość rozdzierania w miejscach z góry określonych. W tej koncepcji zgrzewalno-zdzieralnej zakład przetwórczy może regulować siłę początkowego rozdarcia i dalszego rozdzierania przez ilość i gęstość rozdziału domieszanego PB-1 oraz wybór odpowiedniego typu PE. W zależności od wymagań można uzyskać siłę zdzieralności w zakresie od 1 do 10 N (pomiar na pasku foliowym o szerokości 15 mm) z odpowiednio wąskimi tolerancjami. Typowe wartości wynoszą od 4 do 6 N/15 mm, przy czym na rynku zaznacza się trend do niższego stopnia zdzieralności.



Podczas otwierania przez rozrywanie pęknięcie przebiega tylko wewnątrz warstwy zgrzewalnej od „wysepki" do „wysepki", dzięki czemu uzyskuje się możliwość rozdzierania w miejscach z góry określonych.

Folie zgrzewalne z PB-1 oferują korzyści także z perspektywy użytkowo-technicznej. Początkowa siła rozdarcia jest tylko nieznacznie większa niż bardzo równomierna siła dalszego rozdzierania, co umożliwia zdarcie wierzchniej warstwy bez szarpania. Ze względu na mechanizm działania proces rozrywania przebiega w bardzo cienkiej warstwie, czego rezultatem jest estetyczny, niepostrzępiony brzeg rozdzieranego opakowania. Uzyskuje się również szeroki zakres zgrzewania i wysoką wytrzymałość zgrzewanej spoiny.

Stała jakość zdzieralności

Folie z warstwą zgrzewalną zawierającą polibuten są bezproblemowo przetwarzane w standardowych liniach opakowaniowych nie wpływając na prędkość produkcyjną. Temperatura zgrzewania wynosi zazwyczaj od 120 do 180°C. W tym, w porównaniu z innymi materiałami zgrzewalnymi bardzo szerokim zakresie temperaturowym, siła rozdarcia spoiny zgrzewanej jest w zasadzie stała. Otrzymuje się niezawodne zamknięcie opakowania i stałą jakość zdzieralności, która utrzymuje się przez cały okres życia produktu. Folie zdzieralne z PB-1 oferują możliwość ustawienia wytrzymałości spoiny zgrzewanej oraz właściwości rozdzierania w bardzo szerokim zakresie, w zależności od życzenia klienta bądź oczekiwań konsumenta końcowego. Szerokie spektrum zastosowań tych „skrojonych na miarę" opakowań zgrzewalno-zdzieralnych rozciąga się od produktów mrożonych, przez potrawy przeznaczone do kuchenek mikrofalowych i produkty rybne pakowane w atmosferze ochronnej, aż do opakowań sterylizowanych lub pasteryzowanych, na przykład na kawę, wędliny, makaron i przekąski. Do tego dochodzą opakowania wtórne na artykuły farmaceutyczne i medyczne, przy czym rozdzieranie bez wyodrębniania się włókien jest szczególnie ważne w segmencie medycznym. Folie zgrzewalne z PB-1 odznaczają się dobrą przezroczystością i estetycznie prezentują zapakowane produkty.



Mechanizm otwierania: podczas rozdzierania pęknięcie biegnie tylko wewnątrz spoiny zgrzewanej od „wysepki" do „wysepki" PB-1. Dzięki temu opakowanie można otworzyć łatwo i przy nakładzie sitowym utrzymanym na stałym poziomie.