EVAL™ Teknik Broşürü Türkçe versiyon

reçinelerinin tanıtımı
Teknik destek için,
teknik bölümümüze aşağıdaki iletişim bilgilerinden
ulaşabilir veya www.eval.eu sitemizi ziyaret edebilirsiniz.
[email protected]
Tel: +32 3 250 97 33
Fax: +32 3 250 97 45
2
İçindekiler
1. EVAL™ reçinelerinin tanıtımı 4
2. EVAL™ kopolimer tipleri
6
3. Gaz bariyer özellikleri: genel bilgiler 8
4. Gaz bariyer özellikleri: çevre koşullarının etkisi
10
5. EVAL™ reçinelerinin su buharı geçirgenlik oranları ve nem absorpsiyon özellikleri 14
6. Mekanik özellikler
16
7. Isıl karakteristikler
17
8. EVAL™ reçinelerinin işlenmesi
18
9. Yapıştırıcı reçineler 27
10. Yeniden kazanılmış atığın (regrind Öğütülerek) değerlendirilmesi
27
3
1.
reçinelerinin tanıtımı
Kuraray ve EVAL Europe
Kuraray Co. Ltd. şirketi uzun yıllardır yüksek gaz bariyeri teknolojisi ve geliştirilmesi alanında lider konumunu
sürdürmektedir. Şirket, EVAL™ adı altında dünyadaki ilk ve en büyük EVOH (etilen vinil alkol kopolimer reçinesi)
üreticisidir, ayrıca KURARISTER™'i de üretmektedir.
Şirket, kimyasal fiberlerin endüstriyel üretimi amacıyla 1926 yılında Kurashiki’de, (Japonya) kurulmuştur. Şirket
kuruluşundan itibaren polimerizasyon ve sentetik alanlarındaki teknolojik üstünlüğünden yararlanmayı sürdürmektedir.
Günümüzde yaklaşık 70 şirketi bünyesinde barındıran Kuraray Grubu dünya genelinde yaklaşık 7.000 kişiye istihdam
sağlamaktadır.
Kuraray, 1972 yılından bu yana etilen vinil alkol (EVOH) kopolimer reçinesi üretmekte ve pazarlamaktadır. EVOH
reçinelerinin tescilli ticari markası olan EVAL™, şirketin ana ürünlerinden biridir.
EVAL Europe nv, EVAL™ ürününün Avrupa, Orta Doğu ve Afrika pazarlarına tedarik edilmesi için 1997 yılında Antwerp'de
kurulmuştur. Bölgesel Teknik ve Geliştirme Merkezindeki uzmanlar Avrupa, Ortadoğu ve Afrikada’ki müşterilere hizmet
vermektedir. Avrupa’daki ilk EVOH üretim yatırımı olan bu tesisin kapasitesi 2004 yılının Ekim ayında iki katına çıkartılarak
24.000 ton üretim kapasitesine ulaşılmıştır.
EVOH üretiminde otuz yılık deneyimiyle EVAL Europe bölgenin lider EVOH üreticisi konumunu sürdürmektedir.
Rakipsiz Kuraray teknolojisi
Kuraray Co. Ltd. şirketi, Kuraray'ın bu alanda öncülük eden araştırma ve geliştirme çalışmaları neticesinde benzersiz
yüksek bariyer teknolojilerini geliştirmiştir.
EVAL™ reçineleri, yeniden çevrim özelliğinin yanı sıra üstün gaz bariyer özellikleri ve mükemmel koekstrüzyon
işlenebilirliği ile tanımlanabilir. Teknolojik yenilikler gıda paketleme, kozmetik, yapı ve inşaat teknolojileri, otomotiv ve
endüstriyel uygulamaların imalatları için farklı tiplerde geniş bir EVAL™ reçine ürün gamının geliştirilmesini sağlamıştır.
Yeni EVAL™ SP sınıfı ürünleri, oriyente edilebilir özelliktedir ve ısıyla şekillendirilen (termoform), şirink ve PET bariyer
uygulamaları gibi daha birçok uygulamada kullanılabilir. Bu ürünlerde EVAL™’in tipik yüksek bariyer özellikleri korunmuş
ve ek olarak derin ve standart dışı ısıyla şekillendirmeler için PP ve hatta PS’nın ısıyla şekillendirilen (termoform) pencere
aralığına oldukça yakın sıcak biçimlendirme pencere aralığı sunulmuştur. Ayrıca double-bubble filmli uygulamalarda
gerdirildişinde. Buna ek olarak bu EVAL™ tipleri PET şişelere üstün CO² ve oksijen gazı bariyeri yanında mükemmel bir
delaminasyon direnci sağlarlar.
EVAL™ EVOH, tamamı plastik ve iletken olmayan balonların gerekli olduğu uygulamalar gibi teknik ve zorluk derecesi
yüksek uygulamalara laminasyon için ayrıca film şeklinde de mevcuttur.
EVAL™ reçinelerinin moleküler yapısı
EVAL™ reçinesi, bir etilen ve ile vinil alkol’ün random
kopolimeridir. Aşağıdaki formül ile gösterilen moleküler
yapıya sahip bir kristal polimerdir:
4
CAS numarası: 26221-27-2
EVAL™ reçinelerinin karakteristik
performans değerleri
a Gaz bariyer özelliği
A
G
EVAL™ reçineleri, diğer konvansiyonel polimerler ile
g EVAL™ reçinelerinin işlenebilirliği
sahiptir. Gıdaların kalitesi genellikle oksijen nedeniyle
üretim makineleri ile işlenebilir. EVAL™ reçineleri, aşağıda
kıyaslandığında çok daha üstün gaz bariyer özelliklerine
bozulur. Ancak, ambalaj malzemesi olarak EVAL™
kopolimerleri kullanıldığında ambalajdan oksijen geçişi
engellenir ve bu sayede ambalaj içerisindeki ürünlerin
tadı ve kalitesi etkin şekilde korunmuş olur.
Nitrojen veya karbon dioksit gazının kullanıldığı gaz
EVAL™ reçineleri, termoplastik polimerlerdir ve standart
sıralanan üretim yöntemleri için uygundur:
• tek katmanlı film ekstrüzyonu (cast veya şişirme
yöntemi)
• çok katmanlı film ko-ekstrüzyonu (cast veya şişirme
yöntemi)
dolgulu paketleme uygulamalarında EVAL™ reçinelerinin
• levha ko-ekstrüzyonu
içerisinde tutarak içeriğin korunmasını sağlar.
• boru ko-ekstrüzyonu
üstün gaz bariyer özellikleri, gazı etkin şekilde paket
B
b Yağa ve organik çözücülere karşı dirençlilik
EVAL™ kopolimerlerinin yağlara ve organik çözücülere
karşı dayanımı oldukça yüksektir. Bu nedenle EVAL™
reçineleri yağlı gıdaların, yemeklik yağların, madeni
yağların, zirai böcek ilaçlarının ve organik çözücülerin
• şişirme yöntemi ile ko-exstrüzyon kalıplama
• ekstrüzyon kaplama
• ko-ekstrüzyon kaplama
• boru ko-ekstrüzyonu kaplama
• ko-enjeksiyon kalıplama
• laminasyon
paketlenmesi için uygundur.
EVAL™ reçineleri, poliolefinler, poliamid, polistiren ve
C
(termoform), vakumlama ve basınçlı kalıplama gibi işleme
polyester ile ko-ekstrüde edilebilir. Isıyla şekillendirme
c Kokunun ve tadın korunması
EVAL™ reçineleri kullanılarak yapılan paketlemelerde
içeriğin kokusu ve tadı istenen süre boyunca etkin
şekilde muhafaza edilir. Aynı zamanda istenmeyen kötü
teknikleri ve baskı işlemleri, EVAL™ katmanı içeren film
veya levha yapılarına uygulanabilir.
kokuların pakete girmesi önlenmiş olur.
h EVAL™ reçinelerinin gıda mevzuatına uygunluğu
H
D
ve bu direktifin Üye Ülkelerin ulusal mevzuatlarındaki
EVAL™ reçineleri, gıda paketleme ile ilgili AB Direktifine
d Basılabilirlik
Moleküler zincirindeki -OH grubu sayesinde EVAL™
reçine yüzeyine özel bir muamele gerekmeksizin kolayca
uygulamalarına uygundur.
baskı yapılabilir.
EVAL™ reçineleri, gıda maddelerine doğrudan ve dolaylı
E
EVAL™
ve ABD'de Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) yönetmeliklerinde
e Dış ortamlara karşı dirençlilik
reçinelerinin
ortam
veya çok katmanlı şekilde temas ettiği uygulamalarda
koşullarına
dayanımı
mükemmeldir. Polimer, dış ortam koşullarına maruz
belirtilen uygulamalarda kullanımı için onaylanmıştır.
kaldığında rengini korur ve kesinlikle sararmaz ve
Bu bölümde EVAL™ reçinelerinin üstün özellikleri özet
değişimi, ürünün ortam koşullarına yüksek derecede
reçinelerinin özellikleri, performansı ve işleme yöntemleri
donuklaşmaz. Minimum seviyede mekanik özellik
dayanıklı olduğunun kanıtıdır.
şeklinde açıklanmıştır. Takip eden bölümlerde EVAL™
daha ayrıntılı bir şekilde ele alınacaktır.
F
f Parlaklık ve şeffaflık
EVAL™ reçineleri, üstün berrak yapısı sayesinde yüksek
bir parlaklığa ve düşük bir matlığa sahiptir. EVAL™
reçineleri, paketlerin dış yüzeylerinde kullanıldığında
mükemmel bir parlaklık sağlayarak, paketin daha güzel
görünmesini sağlar.
5
2. kopolimer tipleri
En geniş ürün yelpazesi
EVAL™ etilen vinil alkol (EVOH) kopolimer reçineleri, üstün
gaz bariyer özellikleri ve mükemmel işlenebilirlik kabiliyeti
Etilen içeriği cetveli (%mol)
24 %mol
ile tanımlanır. Bu iki karakteristik özellik arasındaki denge,
uygun etilen’in
vinil alkol ile kopolimerizasyon oranının
sağlanması ile kurulur. Kuraray'ın sahip olduğu benzersiz
üretim prosesi ile dünyadaki en geniş sınıf aralığına sahip
EVOH üretimi yapılır.
27 %mol
M
M tipi EVAL™, en düşük etilen içeriğine sahiptir; otomotiv
uygulamaları ve fleksibl (esnek) uygulamalar için en yüksek
bariyer özelliğini taşırlar.
L
L tipi EVAL™ çok düşük bir etilen içeriğine sahiptir ve
spesifik uygulamalar için ultra yüksek bariyer sınıfı olarak
kullanıma uygundur.
32 %mol
F
F tipi EVAL™ üstün bir bariyer performansı sağlar; ve
otomotiv, şişe, film, tüp ve boru uygulamalarında kullanımları
yaygındır.
T
T tipi EVAL™ ısıyla şekillendirme (termoform) uygulamalarında
35 %mol
iyi bir katman kalınlığı daşılımının elde edilmesi için özel
olarak geliştirilmiştir ve çok katmanlı levha uygulamalarında
endüstri standardı haline gelmiştir.
J
J tipi EVAL™ T tipi reçinelerden de üstün ısıyla şekillendirme
38 %mol
(termoform) sonuçları sağlar, derin çekme veya hassas
levha bazlı uygulamalar için kullanılabilir.
C
C tipi EVAL™ yüksek hızlı ko-ekstrüzyon kaplama ve
cast yöntemiyle fleksibl (esnek) film uygulamaları için
kullanılabilir.
H
H tipi EVAL™, yüksek bariyer özellikleri ile uzun süreli
çalışma stabilitesi arasında mükemmel bir dengeye sahiptir.
Özellikle üflemeli şişirme yöntemi ile film üretimi için
uygundur. Ayrıca, işlenebilirliğinin arttırılması ve daha az
44 %mol
karmaşık makinelerde bile daha uzun çalışma sürelerinin
elde edilmesi için özel "U" versiyonları da mevcuttur.
E
E tipi EVAL™ reçineler daha yüksek bir etilen içeriğine
sahiptir; bu da daha yüksek bir esneklik ve daha kolay
işlenebilirlik sağlamaktadır. Cast ve şişirme yöntemiyle
üretilen filmler ve borular için özel olarak tasarlanmış farklı
versiyonları da mevcuttur.
G
G tipi EVAL™, en yüksek etilen içeriğine sahip olduğundan
standart EVAL™ tipleri içerisinde streç ve şirink film
uygulamaları için en uygun olanıdır.
6
48 %mol
EVAL™ (EVOH) reçine tipleri
Aşağıda, kendi aralarında standart ve özel tiplere ayrılan EVAL™ reçine tipleri ve bunların tipik özellikleri ve
uygulamaları ile ilgili genel bilgiler verilmiştir.
Tablo 1a: Standart sınıflar
Tip
Etilen İçeriği Yoğunluk *1 MFR *2
(%mol)
(g/cm³)
(g/10 dak) (°C)
(°C)
Sıc Tg *3
(cc.20 μm/
m2.d.atm)
OTR *4
Uygulama
F101B
F171B
T101B
H171B
E105B
32
32
32
38
44
183
182
183
172
165
69
57
69
53
55
0,4
0,4
0,5
0,7
1,5
Şişe, levha, film, tüp
Şişe, levha, film, tüp
Isıyla şekillendirme, levha, film
Film
Levha, film
OTR *4
Uygulama
*1
*2
*3
*4
1,19
1,19
1,17
1,17
1,14
1,6
1,8
1,7
1,7
5,5
20 °C
190 °C, 2160 g
kuru
Oksijen Geçirgenlik Oranı, 20 °C, %65 Bağıl Nem (ISO 14663-2)
Tablo 1b: Standart tiplerin özel versiyonları
Tip
Etilen İçeriği Yoğunluk *1 MFR *2
Sıc Tg *3
(%mol)
(g/cm³)
(g/10 dak) (°C)
(°C)
(cc.20 μm/
m².d.atm)
F101A
32
1,19
1,6
183
69
0,4
F104B
32
1,19
4,5
183
69
0,4
E171B
44
1,14
1,7
167
54
1,5
FP101B 32
1,19
1,6
183
69
0,4
FP104B 32
1,19
4,5
183
69
0,4
EP105B 44
1,14
5,5
165
55
1,5
*1
*2
*3
*4
F101 (dış kısmında kaydırıcı proses
yardımcısı yoktur)
F tipinin yüksek MFR'li versiyonu
E tipinin düşük MFR'li versiyonu
Boru (antioksidan içerir)
Boru (antioksidan içerir)
Boru (antioksidan içerir)
20 °C
190 °C, 2160 g
kuru
Oksijen Geçirgenlik Oranı, 20 °C, %65 Bağıl Nem (ISO 14663-2)
Tablo 1c: Özel tipler
Tip
Etilen İçeriği Yoğunluk *1 MFR *2
(%mol)
(g/cm³)
(g/10 dak) (°C)
(°C)
Sıc Tg *3
(cc.20 μm/
m².d.atm)
OTR *4
Uygulama
M100B
L171B
J102B
C109B
G156B
24
27
32
35
48
195
190
183
177
159
60
60
69
53
49
0,05
0,2
0,6
0,6
3,2
Ultra yüksek bariyer
Yüksek bariyer
Isıyla şekillendirme, levha, film
Ekstrüzyon kaplama
Oriyente şirink film
*1
*2
*3
*4
*5
1,22
1,20
1,17
1,17
1,12
2,2*5
4,0*5
2,0
9,3
6,9
20 °C
190 °C, 2160 g
kuru
Oksijen Geçirgenlik Oranı, 20 °C, %65 Bağıl Nem (ISO 14663-2)
210 °C, 2160 g
7
3. Gaz bariyer özellikleri: genel bilgiler
EVAL™ reçineleri, günümüzde bariyer amacıyla kullanılan diğer tüm plastiklerden daha üstün gaz bariyer özelliklerine
sahiptir (Tablo 2).
Tablo 2: Oksijen Geçirgenlik Oranı
Filmler
% 0 Bağıl Nemde Oksijen Geçirgenlik Oranı
(cc.20 μm/m².d.atm)
5 °C
20 °C
23 °C
F sınıfı EVAL™
0,06
0,2
0,25
0,6
35 °C
% 0 Bağıl Nemdeki Formül *P
P = 1,42 109 e-6647/T
E sınıfı EVAL™
0,3
0,8
1,2
2,4
P = 6,75 108 e-5994/T
Yüksek bariyer özellikli PVDC ekstrüzyon
PVDC2µm kaplamalı BOPP
PAN3
Oriyente PA 6 Döküm PA 6
Oriyente PET
Rijit PVC
OPP
LDPE
0,74
2,2
3
9,7
28
13
-
-
-
2,6
10
-
28
-
40
240
2.900
10.000
3,2
13
15,5
33
100
46
260
3.200
10.900
8,1
32
39
64
194
400
370
-
-
P
P
P
P
P
P
P
P
P
=
=
=
=
=
=
=
=
=
3,31
2,36
1,02
2,77
1,37
4,65
1,87
4,82
4,95
1010 e-6822,5/T
1012 e-7693/T
1012 e-7389/T
109 e-5408/T
1010 e-5560/T
1015 e-9410/T
106 e-2628/T
107 e-2848/T
107 e-2493,9/T
*P: Filmlerin Kelvin (K = 273 + °C) cinsinden T sıcaklığında cc.20 μm/m².d.atm değerindeki geçirgenliği
EVAL™ filminin kalınlığı, oksijen geçirgenlik oranı ile ters orantılıdır. Polimer bariyer özellikleri kalınlığa göre değişir, bu
nedenle uygun EVAL™ katmanının kalınlığının seçilmesi ile istenen özellikleri karşılayan bir paket tasarlanabilir.
Şekil 1: EVAL™ Kalınlık - Oksijen Geçirgenlik Oranı Grafiği
Oksijen geçirgenlik oranı (cc/m².d.atm)
PE/EVAL™ F101B/PE koekstrüde film
35 °C, %0 RH
0,5
0,1 0,2
0,5
EVAL™ katman kalınlığı (μm)
8
EVAL™ reçineleri, oksijen gazına ek olarak diğer gazlara karşı da üstün bir bariyer özelliğine sahiptir. Aşağıda EVAL™
filmlerinden karbon dioksit, nitrojen ve helyum geçirgenliği ile ilgili veriler verilmiştir.
Tablo 3: Bazı polimerler için Gaz Geçirgenlik Oranları
Filmler
% 0 Bağıl Nemde Oksijen Geçirgenlik Oranı
N2
O2
CO2
He
25 °C
25 °C
25 °C
25 °C
EVAL™ F101B
0,017
0,27
0,81
EVAL™ E105B
0,13
1,23
7,1
EVAL™ H171B
OPA 6
Cast PA 6
PET
OPP
LDPE
-
12
-
8
730
3.100
-
38
-
54
3.400
12.000
-
205
-
110
9.100
42.000
(cc.20 μm/m².d.atm)
Ar
35 °C
Ar
50 °C
Kr
35 °C
Kr
50 °C
160
-
0,5
-
0,4
410
1,6
7,0
-
1,8
-
2.000
-
3.100
-
28.000
-
-
60
-
8.100
19.000
3,5
-
150
-
28.000
46.000
-
-
23
-
6.900
25.000
1,0
-
68
-
23.000
74.000
Etilen vinil alkol kopolimerinin oksijen bariyer özellikleri, polimerdeki etilen içeriğine göre değişir. (Şekil 2). EVAL™
kopolimerleri bariyer gereksinimlerine, işleme tekniklerine ve son kullanıcının uygulama ihtiyaçlarına en uygun sınıfın
seçilebilmesi için farklı etilen içeriklerine sahip olacak şekilde üretilir.
Genel olarak hem oksijene hem de diğer gazlara karşı bariyer özellikleri, üretim prosesi nedeniyle ortaya çıkan kristal
yapıdan etkilenir.
Şekil 2: Etilen içeriği - Oksijen Geçirgenlik Oranı Grafiği
Oksijen Geçirgenlik Oranı (cc.20 μm/m².d.atm)
%100 RH
%85 RH
%65 RH
0,1
%0 RH
Etilen içeriği (%mol)
9
4. Gaz bariyer özellikleri:
çevre koşullarının etkisi
EVAL™ reçineleri, daha önce de belirtildiği gibi moleküler yapılarında bulunan hidroksil grupları nedeniyle hidroskopiktir ve
dolayısıyla nem absorpsiyon özelliğine sahiptir. Absorbe olan nemin miktarı ve absorpsiyon hızı, mevcut çevre koşullarına
bağlıdır. Nem absorpsiyonu, ortam sıcaklığına ve bağıl nem oranına bağlıdır.
Nem
EVAL™ reçinelerin oksijen bariyer özellikleri neme duyarlıdır ve absorbe olan nem miktarından olumsuz şekilde etkilenir
(Şekil 3). Bu nedenle neredeyse %100 bağıl nem oranına sahip uygulamalarda nemden en az etkilenen EVAL™ tipi en
iyi bariyer performansını sağlar. Bu gibi uygulamalar için E tipi EVAL™ reçineler (%44 mol etilen içeriği) önerilir.
Şekil 3: EVAL™ reçineleri için 20 °C'de Oksijen Gazı Geçirgenlik Oranı - Bağıl Nem Oranı Grafiği
OTR (cc.20 μm/m2.d.atm)
G tipi (%48 etilen)
E tipi (%44 etilen)
0,1
%0
H tipi (%38 etilen)
J tipi (%32 etilen)
F tipi (%32 etilen)
L tipi (%27 etilen)
T tipi (%32 etilen)
%20
%40
%60
Bağıl Nem (RH%)
10
%80
%100
Nem oranı arttıkça EVAL™ reçinelerinin bariyer özelliklerinin azalmasına rağmen, Şekil 4'te de gösterildiği gibi diğer
malzemeler ile karşılaştırıldığında yüksek nem oranında bile EVAL™ reçineleri üstün bariyer özelliklerini korumaya devam
eder.
Ayrıca, ko-ekstrüzyon yöntemi ile EVAL™ reçineleri, polietilen veya polipropilen gibi yüksek nem bariyer özelliklerine
sahip polimerlerin katmanları arasında kalacak şekilde işlendiğinde, oksijen bariyer özelliklerinin azalması büyük ölçüde
önlenmiş olur. Yinede yüksek bariyer yapılarının tasarlanması sırasında nem parametresi mutlaka dikkate alınmalıdır.
Şekil 4: 20 °C'de çeşitli polimerlere ait Oksijen Geçirgenlik Oranları - Bağıl Nem Oranları Grafiği
OTR (cc.20 μm/m2.d.atm)
ISO 14663-2 standardı (%65 RH)
E tipi (%44 etilen)
F tipi (%32 etilen)
EVAL™ FİLM (EF-XL)
0,1
%0
%20
%40
%60
%80
%100
Bağıl Nem (RH%)
11
EVAL™ reçine içeren kompozit filmlerin performanslarının değerlendirilmesi için aşağıda sıralanan dört örnek koşul
dikkate alınmıştır:
• %100 dahili bağıl nem (yüksek nemli gıdalar için geçerlidir)
• %10 dahili bağıl nem (kuru gıdalar için geçerlidir)
• %65 harici bağıl nem (normal dış ortam koşulları için geçerlidir)
• %80 harici bağıl nem (yüksek nem oranlarına sahip ortam koşulları için geçerlidir)
Tüm bu kombinasyonlar için ara EVAL™ reçine katmanının bağıl nem oranı hesaplanmış ve bu oranlara karşılık gelen
oksijen geçirgenlik oranları elde edilmiştir (Tablo 4).
Tablo 4: Çeşitli sandviç yapılarındaki orta katmanın (EVAL™) Bağıl Nem (RH) ve Oksijen Geçirgenlik Oranları (OTR)
Film yapısı
Dış Orta
katman katman
20 μm 10 μm
PP
PP
PET
PA
PS
PP
PA
Sıvı içerik (%100 RH)
Dış ortam %65 RH Dış ortam %85 RH
İç Orta
50 μm
RH %'si OTR RH %'si OTR
katman
F tipi EVAL™ LDPE
F tipi EVAL™ PP
F tipi EVAL™ PP
F tipi EVAL™ LDPE
F tipi EVAL™ LDPE
E tipi EVAL™ LDPE
E tipi EVAL™ LDPE
Orta
Orta
Kuru içerik (%10 RH)
Dış ortam %65 RH Dış ortam %85 RH
Orta
katmankatman katman katman
79
0,7
75
0,6
67
0,4
3,6
72
68
79
68
0,5
0,4
2,5
88
86
1,8
Orta
RH %'siOTR
43
0,2
54
0,2
49
81
0,8
62
88
5,6
43
82
82
1,1
0,9
4,2
Orta
Orta
katman katman katman katman
1,3
84
Orta
61
60
RH %'si OTR
52
0,2
0,2
60
0,3
77
0,6
1,5
51
1,7
0,2
2,1
66
75
74
0,3
0,4
0,6
3,1
OTR: Oksijen Geçirgenlik Oranı (cc.15 μm/m².d.atm, 20 °C)
Yüksek nem içeriğine sahip ürünlerin paketlendiği uygulamaların sonuçlarına bakıldığında, dış katmana örneğin poliamid
gibi yüksek nem iletim oranına sahip bir filmin uygulanması durumunda, EVAL™ reçine katmanının bariyer özelliklerinin
optimum seviyeye çıkacağı görülmektedir.
Kuru ürünlerin paketlenmesi durumunda EVAL™ reçine katmanının bariyer özelliklerinin optimum seviyeye çıkartılması
için dış katman olarak örneğin PP veya PE gibi düşük nem geçirgenlik oranına sahip bir film kullanılmalıdır.
Şekil 5'te gösterildiği gibi yaş gıdaların paketlendiği uygulamalarda bile EVAL™ reçine katmanı içeren çok katmanlı
yapılar, PVDC'nin 10 katı oksijen bariyer özelliği sağlayacak şekilde tasarlanabilir.
12
Sıcaklık
Şekil 5: Kompozit film yapılarında Oksijen
EVAL™ kopolimerlerinin oksijen geçirgenlik oranı da
Geçirgenlik Oranındaki değişimler
sıcaklık ile yükselir. Sıcaklığın 20 °C'den 35 °C'ye
Oksijen geçirgenlik oranı (cc.20 μm/m².d.atm)
yükselmesi durumunda orijinal değeri 3.3 katı kadar
artar (Tablo 2, Şekil 6 ve 7). Özetlenmesi gerekirse
oksijen geçirgenlik oranı, sıcaklık ve bağıl nem artışı ile
Diş ortam %65 RH
PVDC (2 μm)
kaplı OPP (20 μm)
PE (60 μm)
İç ortam %100 RH
birlikte yükselir (Şekil 7). Bu nedenle bir bariyer yapısı
tasarlanırken hem ortam sıcaklığının hem de nem
oranının mutlaka göz önünde bulundurulması gerekir.
Diş ortam %65 RH
OPP (20 μm)
EVAL™ F101B (15 μm)
PE (60 μm)
İç ortam %100 RH
0,5
0,2
Gün
Şekil 6: EVAL™ Filmlerinde Sıcaklığın Oksijen
Şekil 7: Farklı nem absorpsiyon koşullarında
Geçirgenlik Oranlarına Etkisi
sıcaklığın etkisi ve Oksijen Geçirgenlik Oranları
Oksijen geçirgenlik oranı (cc.20 μm/m².d.atm)
Oksijen geçirgenlik oranı (cc.20 μm/m².d.atm)
%0 RH
Nem absorbsiyonu
%9,6
Nem absorbsiyonu
%7,3
E tipi EVAL™
0,5
0,2
F tipi EVAL™
0,1
0,5
0,02
0,01
Nem absorbsiyonu
%4,5
0,2
0,1
0,05
0,05
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
Sıcaklık
0,02
0,01
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
Sıcaklık
13
5.
reçinelerinin su buharı geçirgenlik
oranları (WVTR) ve nem absorpsiyon özellikleri
Önceki bölümde de bahsedildiği gibi EVAL™ reçineleri hidroskopiktir ve nem absorblar. Absorblanan nemin miktarı ve
absorblama hızı, mevcut çevre koşullarına bağlıdır. Nem absorbsiyonu, ortam sıcaklığına ve bağıl nem oranına bağlıdır.
Tablo 5'te karşılaştırma amacıyla tek katmanlı filmlerin ve diğer polimer filmlerinin su buharı iletim oranları (WVTR)
verilmiştir. Şekil 8'de ise EVAL™ tek katmanlı filmin nem absorblama hızı gösterilmiştir. EVAL™ genel olarak diğer
malzemeler ile koekstrüde/lamine edildiğinden, bu nem absorblama hızı büyük ölçüde azalır.
Tablo 5: Tek katmanlı filmlerin WVTR değerleri
Filmler WVTR, 40 °C, %0/90 %RH
85
T tipi EVAL™ (%27 etilen)
37
F tipi EVAL™ (%27 etilen)
H tipi EVAL™ (%27 etilen)
E tipi EVAL™ (%27 etilen)
G tipi EVAL™ (%27 etilen)
Ekstrüde edilebilir yüksek bariyer PVDC
Çift yönlü oriyente PP
HDPE
PP
19
19
20
3
E tipi EVAL™ %65 RH > %100 RH
5
F tipi EVAL™ %0 RH > %65 RH
5
9
Rijit PVC
40
PS
Çift yönlü oriyente PA 6
F tipi EVAL™ %65 RH > %100 RH
28
15
PAN
14
50
LDPE
Çift yönlü oriyente PET
Nem absorbsiyonu (%)
(g.30 µm/m².d)
L tipi EVAL™ (%27 etilen)
EVAL™ F101 (çift yönlü oriyente)
Şekil 8: EVAL™ nem absorpsiyon özelliği
E tipi EVAL™ %0 RH > %65 RH
15
80
112
134
Gün
Şekil 9: EVAL™ için ekilibriyum nem absorpsiy-
onu
Şekil 10: Çok katmanlı EVAL™ film için zamana
bağlı nem absorpsiyon yüzdesi
EVAL™ Katmanlı Nem absorbsiyonu (%)
Ekilibriyum Nem absorbsiyonu (%)
20 °C, %100 RH
F tipi EVAL™
E tipi EVAL™
Bağıl Nem (RH%)
Gün
15
6. Mekanik özellikler
EVAL™ reçineleri yüksek bir mekanik dayanıma, elastisiteye ve yüzey sertliğine ve mükemmel bir aşınma direncine sahiptir.
Tablo 6: Standart EVAL™ reçine tiplerinin tipik mekanik özellikleri
Özellik
Birim
Ölçüm koşulu
F101
F104
T101
Etilen içerği
(%mol)
Kuraray yöntemi
32
32
32
Çekme dayanımı (akma sınırında)
kg/cm²
ASTM D-638 (%10 / min) 790
750
720
ASTM D-638 (%10 / min) 730
590
660
Çekme modülü
Uzama oranı (akma sınırında)
kg/cm²
%
Çekme dayanımı (kopma sınırında) kg/cm²
Uzama oranı (kopma sınırında)
%
Bükülme dayanımı
kg/cm²
Bükülme modülü
Izod darbe dayanımı
Rockwell yüzey sertliği
Taber aşınma miktarı
kg/cm²
mg
38
E105
44
ASTM D-638 (%10 / min) 2,7x104 2,7x104 2,7x104
-
2,1x104
ASTM D-638 (%10 / min) 8
5
7
ASTM D-638 (%10 / min) 230
ASTM D-790
ASTM D-790
kg/cm/cm ASTM D-256 (çentikli)
M
H171
ASTM D-785
ASTM D-1175
1000 devir,
7
270
3,6x104
3,0x104
1,7
1,0
1.220
100
1,2
6
270
910/390
290/160
600
520
280
3,3x104
-
3,0x104
1,6
-
1,0
1.100
1.100
97
95
2,2
630/640
2,0
-
-
-
1.000
88
2,2
CS-17 disk: 1kg yük
Tüm numuneler 20 °C sıcaklığa ve %65 bağıl neme sahip bir ortamda koşullandırılmış ve test edilmiştir. Taber aşınma ve
rijidite miktarlarının ölçümü için numuneler sıcak pres kalıplama yöntemiyle hazırlanmıştır. Diğer özelliklerin ölçümü için
ise numuneler enjeksiyon kalıplama yöntemiyle hazırlanmıştır.
16
7. Isıl karakteristikler
Tablo 7: Standart EVAL™ reçine tiplerinin tipik ısıl özellikleri
Özellik
Birim
Etilen içeriği
%mol
Erime noktası
°C
Kristallenme sıcaklığı
°C
Vicat yumuşama noktası°C
HDT test cihazı
°C
Eriyik yoğunluğu
(g/cm )
Kuraray yöntemi
DSC pik endotermik sıcaklık
DSC pik egzotermik sıcaklık
Camsı geçiş noktası
Eriyik akış hızı
Ölçüm koşulu
F101
F104
32
32
183
173
200 °C'de
g/10 dak 190 °C, 2160 g
g/10 dak 210 °C, 2160 g
1,06
3,8
6,2
Eriyik viskozitesi
Puaz
2,7x104
Doğrusal genleşme
Puaz
Puaz
1/°C
katsayısı
γ =100 s-1
210 °C, γ =100 s-1
230 °C, γ =100 s-1
190 °C,
53
1,04
-
1,7
10,0
g/10 dak 230 °C, 2160 g
148
69
4,4
158
161
69
1,06
172
168
161
1,6
38
183
173
161
H171
32
183
Dinamik viskoelastisite yöntemi 69
3
T101
1,7
4,3
18
3,4
10
1,8x104 5,9
2,2x104 -
E105
44
165
155
142
55
1,02
5,5
13
22
1,4x104
1,6x10 0,95x10 1,4x10 -
Camsı geçiş noktasının
11x10 11x10 12x10 -
13x10-5
Camsı geçiş noktasının 5x10-5
5x10-5
6x10-5
-
8x10-5
üzerinde
üzerinde
4
1,2x104 -5
4
4
0,69x104 1,0x104 -
-5
-5
0,9x104
0,6x104
Şekil 11: Etilen içeriği ve erime noktası, kristallenme sıcaklığı ve camsı geçiş noktası
Sıcaklık (°C)
Kristallenme
noktası
Erime noktası
Camsı geçiş noktası
Etilen içeriği (%mol)
17
8.
reçinelerinin işlenmesi
Kovanlar
• Düz veya sığ oluklu kovanlar önerilir.
• Çelik kovanlarda daha yüksek aşınma dayanımı sağlanması için nitrürlenmiş çelik veya özel alaşımlar kullanılır ve iç
yüzey honlanır.
• Kovanın dış kısmı, ekstrüzyon sıcaklık kontrolünün daha iyi sağlanması için 4 ila 5 bölgeye ayrılır.
• Pelet yüzeyinin erken erimesinin önlenmesi için besleyicinin (huninin) veya besleme oluğunun (bunkerinin) alt kısmı, su
ile soğutulabilecek şekilde tasarlanmalıdır; aksi takdirde besleyici daralabilir ve/veya tıkanabilir.
Burgular Vidalar
• Kapasite, reçine sıcaklığı, işlenen ürünün kıvamı, güvenilirlik, güç tüketimi vs. gibi ekstrüder özellikleri temel olarak vida
tasarımına bağlıdır.
• Vida tipi: Tek aşamalı ve dozajlama zonuna sahip tümüyle dişli vida önerilir.
• L/D Tasarımı: aşağıda verilen uzunluk - çap oranlarına sahip burgular tercih edilir:
° F tipi (%32 etilen) için L/D oranının en az 26 olması istenir
° E tipi (%44 etilen) için L/D oranının 24 ve üzeri olması istenir
• Sıkıştırma oranı: sıkıştırma oranının 3 olması tercih edilir (sıkıştırma oranı, vidanın besleme kanalı hacminin dozajlama
kısmına oranıdır).
• Zon dağılımı: sabit adımlı ve görece uzun besleme, ve sıkıştırma zonundan ölçüm dozajlama zonuna geçişte kademeli
şekilde azalan bir kanal (diş dibi) derinliğine sahip burgular vidalar tavsiye edilir. Özellikle aşağıda verilen zon dağılımı,
EVAL™ reçinelerinin işlenmesi için son derece uygundur.
­­­Tablo 8: Önerilen bölge zon dağılımları
U/Ç
Besleme Zonu 28
26
24
Bölge dağılımı
Sıkıştırma Zonu
8D
8D
8D
10D
9D
8D
Dozajlama Zonu
10D
9D
8D
Poliamidlerin (PA) işlenmesi için kullanılan hızlı sıkıştırmalı (sıkıştırma zonu 4D veya daha kısa olan) vidalar tercih
edilmemelidir.
• Karıştırma zonu: genel olarak önerilmemesine rağmen EVAL™ reçinelerinin ekstrüzyonu için karıştırma zonuna veya
kafalarına sahip vidalar da kullanılabilir. Yüksek kaymalı (high shear) karıştırma kafalarının kullanımı, EVAL™ reçinesinin akışını önleyerek, polimerin uzun süre sıcaklığa maruz kalmasına ve dolayısıyla bozulmasına neden olabilir.
• Vida ucu: 120° ila 150°'lik bir vida ucu açısı önerilir.
• Diş: Sabit diş genişliğinin 0,1D olması önerilir.
• Vida malzemesi: Vida malzemesi olarak kaplama öncesinde normalizasyon işlemine tabi tutulan krom molibden
çeliği önerilir. Polimerlerin burgu üzerine yapışma suretiyle birikimin önlenmesi için yüzeyin parlatılmış sert krom ile
kaplanması (30 - 50 μm) önerilir. Yüzey, buna ek olarak nitrasyon işlemine de tabi tutulabilir.
• Vida boşluğu: Vida boşluğu için öneri yerine aşağıdaki örnek verilmiştir: 60,02 ila 60,05 mm kovan iç çapı ve 59,87 ila
59,89 mm vida çapı. Aşınma nedeniyle vida boşluğunun çok fazla artması durumunda eriyik geri akabilir ve yüksek
kayma hızları (shear rate) nedeniyle malzemenin bozulmasına neden olabilir.
18
Şekil 12: 60 mm'lik tek aşamalı ve dozajlama zonlu tipik vida tasarımı
Vida çap
Saplama gövdesi
Diş
Kanal
Kanal derinliği
(Diş dibi derinliği)
Besleme zonu
Kök
Arka kenar
Ön kenar
Vida adımı
Vida ucu
Vida çap
Kanal derinliği
(Diş dibi derinliği)
Sıkıştırma zonu
Dozajlama zonu
Hatve Boyu
Not: burgu çizimi ölçekli değildir
Tipik boyutlar
Çap
60 mm
Besleme zonu uzunluğu 480 mm (8D)
Hatve boyu
Sıkıştırma zonu uzunluğu Dozajlama zonu uzunluğu Sıkıştırma oranı 1560 mm (26D)
540 mm (9D)
540 mm (9D)
3
Sabit adım uzunluğu (2 diş merkezi arasındaki mesafe) 60 mm (1D)
Kanal (diş dibi) derinliği (besleme zonu) 8,4 mm
Kanal genişliği (2 diş arasındaki net mesafe)
54 mm (0,9D)
Kanal (diş dibi) derinliği (dozajlama zonu) Diş genişliği Diş açısı Vida ucu açısı Diş - kök yarı çapı • Ön kenar yarıçapı • Arka kenar yarıçapı 2,5 mm
6 mm (0,1D)
17,65°
120° ~ 150°
Besleme zonu Sıkıştırma zonu Dozajlama zonu
8,4 mm 5 mm 8,4-2,5 mm 5-2 mm 2,5 mm
2 mm
19
Tipik kapasite
Tek aşamalı ve dozajlama zonuna sahip vida için tipik kapasite miktarı sürükleme akışı, basınç akışı vs. gibi parametreler
göz ardı edilerek basitleştirilmiş bir formül ile hesaplanabilir.
burada: kapasite (kg/saat)
eriyik yoğunluğu (g/cm³)
vida çapı (mm)
vida rotasyonu (devir/dakika)
dozajlama zonunda kanal derinliği (diş dibi) (mm)
kanal genişliği (2 diş arasındaki net mesafe) (mm)
diş açısı (derece)
Diş adımının (P), vida çapına eşit olduğu durumda
ve W = 0,9D ise yukarıdaki formül şu şekilde sadeleştirilebilir:
Buradaki teorik sonuçlar ile lubrikantlı Eval ile (0 ila 20 MPa'lık geri basınçta) yapılan deneme sonuçlarının birbirine yakın
çıktığı görülmektedir.
gerçek kapasite / teorik kapasite ~
= 0,8 - 1 ise : normal ekstrüzyon
gerçek kapasite / teorik kapasite > 1 ise : aşırı yüklenme
Meydana gelen kayma hızları (shear rate) şu formül ile hesaplanabilir:
elde edilen değer 50 - 100 (1/s) aralığında olmalıdır.
EVAL™ reçineleri için önerilen tasarıma sahip bir dozajlama zonlu vida kullanılarak elde edilebilecek tipik kapasite
değerleri Tablo 9'da verilmiştir.
Tablo 9: Dozajlama zonlu vida için hesaplanan kapasite değerleri
Burgu çapı (mm)
25
40
50
60
90
L/D
26
26
26
26
26
8D, 6,1 mm
8D, 6,6 mm
8D, 8,4 mm
8D, 11,6 mm
Sabit adım uzunluğu (mm)
25
Besleme zonu, diş dibi derinliği 8D, 4,9 mm
Sıkıştırma zonu
9D
Sıkıştırma oranı*
3
Motor kapasitesi (kW)
2,2 ~ 3,7
Dozajlama zonu, diş dibi derinliği 9D, 1,4 mm
Elek (meş)
50/100/50/50
Vida rotasyonu (devir/dakika)**
Kapasite (kg/saat)**
30 - 70
2,1 - 5,0
Kayma hızı (Shear Rate) (1/s)*** 28 - 65
* hacimsel sıkıştırma oranı 20
** normal aralık 40
9D
9D, 1,8 mm
3
50/100/50/50
7,5 ~ 11
30 - 70
7 - 16
35 - 81
*** teorik değerler
50
9D
9D, 2,0 mm
3
50/100/50/50
11 ~ 15
30 - 70
12 - 29
39 - 92
60
9D
9D, 2,5 mm
3
50/100/50/50
15 ~ 22
30 - 70
22 - 51
38 - 88
90
9D
9D, 3,5 mm
3
50/100/50/50
37 ~ 55
30 - 70
69 - 162
40 - 94
Elek plakası - kırıcı plakası
Ticari polimer ekstrüzyonunda ekstrüder ile kalıp arasına bir elek ve kırıcı plakasının yerleştirilmesi yaygın bir uygulamadır.
EVAL™ reçinelerinin ekstrüzyonu için bir elek plakasının kullanılması önerilir. Elek plakasının göz açıklığı, ticari ekstrüzyon bilgisine ve yapılan denemelere göre ayarlanmalıdır. Paslanmaz çelik elekler için tipik göz açıklığı kombinasyonları
şunlardır: 50/100/50/50, 50/100/150/100 veya 80/150/50/50.
Vida ucu ile elek plakası arasındaki tipik mesafe 5 ila 10 mm'dir. Daha uzun mesafeler eriğin gereksiz yere hatta kalmasına
neden olacaktır. Kesici plakasındaki deliklerin çapının yaklaşık 5 mm olması ve en dıştaki delik sıralarının kovanın iç
yüzeyine yapışık olması önerilir.
Erime yolu (adaptör, eritme borusu)
EVAL™ reçineleri metal yüzeylere çok kolay yapışırlar. EVOH’un işlendiği ekstrüzyon sistemi, içbükey veya dışbükey
parçalardan, keskin açılardan vs. oluşuyorsa EVAL™ reçinesi, bu ölü nokta alanlarında kolaylıkla sıkışabilir. Sabit çaplı
geçişlerde bile çapın, akış hızına göre çok büyük olması durumunda reçineler iç yüzeye yapışabilir ve dolayısıyla kayma
hızı (shear rate) oldukça düşük olabilir. Yapışan reçineler uzun süre ısıya maruz kalır ve neticede jel veya oksitlenmiş
parçalar meydana gelebilir. Bozulan reçineler sarımsı, kahverengi veya siyah jel görünümü ile kendilerini belli eder.
EVAL™ reçineleri için proses makineleri tasarlanırken EVAL™ erime yolu ile ilgili şu hususların dikkate alınması gerekir:
• İç duvardaki kayma hızı (share rate): 6 s-1'den yüksek olmalıdır
• Ortalama debi: 1 cm/s'den yüksek olmalıdır
• Erime yolunda içbükey, dışbükey ve keskin açılı parçalar olmamalıdır,
• Tüm adaptörlerin çapları mümkün olduğunca küçük olmalıdır
• Erime yolunda EVAL™ reçinesi ile temas edecek yüzeyler kromla kaplanmalıdır (ve parlatılmalıdır)
Aşağıda kırıcı plakasının hemen arkasına yerleştirilen adaptörler için doğru ve yanlış örnekler verilmiştir.
Şekil 13: Adaptör tasarımı
önemli parça
çok uzun
düz
önerilir
önerilmez
önerilmez
21
Kafa (Die)
EVAL™ reçineleri, normal besleme bloğu tipli kafa (die) tasarımlarına uygundur. Özel kafa (die) tasarımlarına gerek
yoktur, ancak reçinenin akacağı kanalların mümkün olduğunca düz ve pürüzsüz olmasına dikkat edilmeli ve özellikle
ölü nokta sayısını arttırabilecek ve işleme süresini uzatabilecek karmaşık kafa (die) tasarımlarından (şişirme yöntemli
film hatlarındaki gibi) kaçınılmalıdır. Adaptörün ve eritme borusunun EVAL™ eriyiği ile temas eden yüzeylerinin kromla
kaplanması önerilir.
Lubrikantlı EVAL™ reçinenin kullanılması
Vidanın besleme bölgesindeki reçine akışının kolaylaştırılması ve böylece sabit bir çıkış hızının elde edilmesi ve
ekstrüder motorunun enerji tüketiminin azaltılması için lubrikantlı EVAL™ reçinesinin bir yağlama maddesi ile karıştırılarak
kullanılması önerilir.
Ekstrüzyon sıcaklığı
Herhangi bir polimer işlenirken sabit sıcaklıkta, homojen, tamamen eriyik halde ve iyi karıştırılmış bir malzemenin elde
edilmesi oldukça önemlidir. İşlenen polimerin ısıyla ayrışmasının (thermal decomposition) mümkün olduğunca azaltılması
için sıcaklığın hassas şekilde kontrol edilmesi gerekir. EVAL™ reçineleri için de bu kural geçerlidir. Üst ve alt ekstrüzyon
sıcaklığı sınırları şu şekildedir:
Tablo 10: Üst ve alt ekstrüzyon sıcaklık sınırları
EVAL™ reçine sınıfı
Üst sıcaklık sınırı
Alt sıcaklık sınırı
Erime noktası
°C
°C
°C
L171
240
210
191
F171
240
200
183
F104
240
200
183
T101
240
200
183
H171
240
200
175
E105
250
185
165
Ekstrüder sıcaklığının önerilen üst sıcaklık sınırlarını geçmesi durumunda polimerin ayrışarak nihai üründe jelleşmelere
ve boşluklara neden olabileceği dikkate alınmalıdır. Diğer taraftan düşük ekstrüzyon sıcaklıklarında reçine tamamen
erimeyebilir, eriyik karışmayabilir veya heterojen bir eriyik ortaya çıkabilir ve bunun sonucu olarak nihai ürünün görünümü
olumsuz etkilenebilir veya nihai üründe işlenmemiş malzemeler görülebilir.
PET, PA, PC veya PP gibi polimerler ile yapılan koekstrüzyon uygulamalarında EVAL™ reçinesinin, önerilen üst sınırdan
daha yüksek bir sıcaklığa sahip eriyik ile temas etmesine neden olabilir. Ancak bu temas genellikle kısa sürelidir ve
olumsuz etkilere neden olmamaktadır.
Tablo 11'de farklı EVAL™ tipleri için tipik ekstrüzyon sıcaklığı koşulları verilmiştir.
22
Tablo 11: EVAL™ reçineleri için tipik burgu tasarımı ve ekstrüzyon koşulları
Ekstrüder çapı
60 mm
Diş
Tümüyle dişli
L/D
26
Vida adımı
60 mm (sabit)
Besleme zonu, diş dibi derinliği 8D, 8,4 mm
Ölçüm bölgesi kanal derinliği
9D, 2,5 mm
Sıkıştırma zonu dozajlama zonu, diş dibi derinliği 9D
Sıkıştırma oranı
3,0
Elek yapısı
50/100/50/50 elek Motor kapasitesi
22 kW
gözü açıklığı
EVAL™ reçine sınıfı
M100
L171
F101
F171
FP101
Kovan sıcaklığı
Adaptör sıcaklığı
T101
FP104
J102
C109
H171
E105
E171
G156
EP105
C1
°C
190
190
180
180
180
180
180
175
170
170
165
C2
°C
210
205
200
200
200
200
200
195
190
190
185
C3
°C
215
210
205
205
205
205
205
205
195
195
190
C4
°C
220
215
215
215
215
215
215
215
205
205
200
C5
°C
220
220
220
220
220
220
220
220
210
210
205
AD1
°C
220
215
215
215
215
215
215
210
195
195
190
°C
220
215
215
215
215
215
215
210
195
195
190
°C
215
215
215
215
215
215
215
210
195
195
190
AD2
Kafa (Die) sıcaklığı
F104
23
Çalıştırma, boşaltma ve kapatma prosedürleri
Çalıştırma prosedürü
EVAL™ reçinelerinin ekstrüzyonu için şu prosedürün uygulanması önerilir:
1. Ekstrüder, ekstrüderde oluşacak artık malzemenin oksidasyonunun önlenmesi için düşük MFR (0,7 – 1,0)(*) değerine
sahip bir LDPE ile beslenir.
2. Makinenin temiz olup olmadığını kontrol edin ve ardından sıcaklığı ayar noktasına yükselterek ve MFR değeri 0,7 ila
1,0 değişen LDPE besleyerek işleme başlayın. LDPE tamamıyla işleme sıcaklığına ulaşıncaya kadar burgunun vidanın
dönmemesine dikkat edin.
3. Ekstrüzyon stabil duruma gelince, makinenin boş çalışmasına izin vermeden, derhal EVAL™ reçineyi beslemeye
başlayın. Böylece EVAL™’in ısıtılan kovandaki oksijen ile oksitlenmesi önlenecektir.
Boşaltma prosedürü
Üretim aşamaları arasında makinenin boşaltılması için şu prosedürün takip edilmesi önerilir:
1. Ekstrüderin besleyicisinde kalan EVAL™ reçineyi temizleyin.
2. Düşük MFR (0,7 – 1,0) değerine sahip LDPE besleyin ve aynı proses sıcaklığı ayarlarını koruyarak (veya sıcaklığı bir
miktar düşürerek) ekstrüderde kalan EVAL™ reçineyi boşaltın. Bu sırada ekstrüzyon stabilitesi bozulursa proses koşullarını
ayarlayın. Ekstrüderdeki basınç, makinenin uygun şekilde temizlenmesi için yeterince yüksek olmalıdır.
3. Artık EVAL™ tamamen boşaltılana kadar düşük MFR değerine sahip LDPE beslemeye devam edin. Ürün görünümünün
gözle kontrol edilmesi ile belirlenemiyorsa, ekstrüderin ve kalıp kafasının kafanın (die) temizlenmesi için gerekli süreyi veya
boşaltma malzemesi miktarını belirlemek için özel bir boşaltma testi uygulayın.
Kapatma prosedürü
1. Makineye düşük MFR (0,7 – 1,0) deşerine sahip LDPE ile besleyin ve aynı proses sıcaklığı ayarlarını koruyarak (veya sıcaklığı
bir miktar düşürerek) ekstrüderde kalan EVAL™ reçine malzemesini boşaltın. Bu sırada ekstrüzyon stabilitesi bozulursa proses
koşullarını ayarlayın. Ekstrüderdeki basınç, makinenin uygun şekilde temizlenmesi için yeterince yüksek olmalıdır.
2. Ürün görünümü kontrolüne göre EVAL™ reçinenin tamamen boşaltıldığı (ekstrude edildiği) tespit edilene kadar düşük
MFR değerine sahip LDPE malzeme beslemeye devam edin.
3. Ekstrüder tamamen düşük MFR değerine sahip LDPE malzeme ile beslendikten ve ardından ekstrüder sıcaklıkları
düşürüldükten sonra vida durdurulabilir. (Bu şekilde ekstrüderdeki artık EVOH malzemenin oksitlenmesi önlenmiş olur).
Artık EVAL™ malzeme ile tepkimeye girerek/bağ oluşturarak çok sayıda farklı jel malzemenin oluşmasına neden olduğundan
poliamidlerin (PA) boşaltma malzemesi olarak kullanılması kesinlikle önerilmez. Bazı PP ve HDPE tipleri, EVAL™ reçinelerini
yüksek ölçüde bozabilecek bazı artık katalizörler içerdiğinden PP, HDPE veya yapıştırıcı reçinelerin de boşaltma malzemesi
olarak kullanılması önerilmez. ETC-103 (MFR değeri: 1,0), EVAL™ reçinelerinin işlendiği ekstrüderlerin boşaltılması ve
EVAL™ ekstrüzyonundan PA veya poliolefin ekstrüzyonuna etkin şekilde geçiş yapılacağı durumlar için Kuraray tarafından
geliştirilen LDPE bazlı bir temizleme reçinesidir. Bu reçineler, (mekanik özelliklerinin yanı sıra) kimyasal özellikleri sayesinde
ekstrüderde ve kafada (die) kalan EVAL™ kalıntılarının temizlenmesi veya uygulanan boşaltma prosedürünün daha etkin
hale getirilmesi için yangın şekilde kullanılır. Başlatma süresinin kritik olduğu uygulamalarda düşük MFR değerine (0,7 – 1,0)
sahip LDPE beslendikten sonra yüksek MFR değerine (5 – 7) sahip LDPE beslenebilir. Makine kapatıldıktan sonra yüksek
MFR değerine (5 – 7) sahip LDPE ekstruderde kalır ve makine tekrar çalıştırıldığında EVAL™ reçinenin beslenmesiyle birlikte
ile daha hızlı şekilde boşaltılabilir. Eval katmanı da içeren çok katlı yapıların atıklarının (regrind) öğütülerek yeniden işlendiği
durumlarda, burada kullanılan ekstrüderin de orijinal malzeme (LDPE, HDPE, PP) ile boşaltılması önerilir.
(*) MFR: Bu bölümde kullanıldığı anlamı ile standart bir eriyik endeksleme cihazı kullanılarak 190 °C'de 2,16 kg.
24
Ekstrüderin geçici olarak kapatılması
Ekstrüderin geçici olarak durdurulması gerektiği durumlarda şu prosedürün uygulanması önerilir:
Kapatma süresi
Prosedür
30 dakikaya kadar
Sıcaklık ayarlarını koruyun. Vida durdurulabilir.
3 saatten fazla
EVAL™ reçinesini ekstrüder boşaltma prosedüründe önerildiği şekilde boşaltın
3 saate kadar
Sıcaklık ayarlarını koruyun veya sıcaklığı yaklaşık 20 °C azaltın. Vidayı düşük devirde çalıştırın.
Ekstrüderde EVAL™ reçine malzemesi varken maksimum kapatma süresinin proses makinesinin tasarımına, sıcaklık
ayarlarına ve malzemenin makinede kalma süresine bağlı olarak değiştiğine dikkat edin.
Bir polimerden diğerine geçişler
Aşağıdaki tabloda EVAL™ reçinelerinin de bulunduğu bir polimerden diğerine geçiş işlemleri için önerilen boşaltma sıraları
verilmiştir.
İşlem öncesinde kullanılan reçine İşlem sonrasında kullanılacak reçine Sıra
LLDPE, LDPE
EVAL™
Doğrudan
PA, HDPE, PP, PS
EVAL™
PA, HDPE, PP, PS > LDPE > EVAL™
EVAL™
EVAL™
LLDPE, LDPE
PA, HDPE, PP, PS
Doğrudan
EVAL™ > LDPE > PA, HDPE, PP, PS
25
Nem absorpsiyonunun önlenmesi ve kurutma
Bölüm 4'te belirtildiği gibi EVAL™ reçineleri hidrofiliktir ve atmosfer ile temas ettiğinde nem absorbe eder. Kullanılan üretim
prosesine bağlı olarak EVAL™ reçinelerinin nem içeriğindeki artışlar işleme zorluklarına neden olabilir ve nem seviyesinin
daha da yükselmesi (normalde ağırlıkça %0,4'ün üzerine çıkması) durumunda köpük, boşluk ve jel meydana gelebilir.
Üretim sonrasında EVAL™ reçineleri kurutulur ve nem almayan 25 kg'lık torbalar veya 700 kg'lık oktabin tabir edilen büyük
kutularda paketlenir. Paketlendiğinden nem içeriği, %0,3'ten daha düşük bir seviyede korunur. Bu da paket açıldıktan
hemen sonra işlenmesi durumunda EVAL™ reçinelerinin kurutulmasına gerek olmadığı anlamına gelir.
Özellikle sıcak ve nemli ortamlarda malzemenin aşırı derece nem absorpsiyonunun önlenmesi için paket açıldıktan sonra
gerekli önlemler alınmalıdır. Bu önlemler şunlardır:
•Kullandıktan sonra paketi sıkı şekilde kapatın.
•Hava üflemeli bir taşıma sistemi kullanılıyorsa taşıyıcı havadaki aşırı nemin önlenmesi için bir nem alıcı kullanın.
•Malzeme konteynerden alınacaksa bu işlem için konteyner ağzının tamamen açılmasına gerek yoktur; taşıyıcı borunun
sokulmasına yetecek kadar bir deliğin açılması yeterlidir.
Normal nem koşullarında malzeme birkaç gün içerisinde tüketilecekse paketler açık bırakabilir. Yüksek nem koşulları için
şekil 14'e bakın.
Şekil 14: Nem geri kazanımı - süre
Nem geri kazanımı (% DB)
1,0
0,8
0,6
0,4
F tipi EVAL™
F tipi EVAL™
%80 RH
%65 RH
0,2
0
Zaman (saat)
EVAL™ paketinin uzun süre ve/veya yüksek nem koşullarında açık bırakılması durumunda malzemenin, besleyici
kurutucusunda veya sıcak hava üflemeli bir kurutucuda 90 ila 100 °C'de 3 ila 4 saat boyunca kurutulması önerilir. EVAL™
reçinesinin renginin bozulmaması için kurutucu sıcaklığının 110 °C'yi geçmemesi gerektiği hatırlanmalıdır.
26
9. Yapıştırıcı reçineler
Plastik ambalaj ve paketleme malzemelerinin özelliklerinin arttırılması amacıyla kompozit bir yapıda iki veya daha fazla
sayıda polimer katmanının kullanılması yaygın bir uygulamadır. Bu çok katmanlı yapılar kaplama, laminasyon veya
koekstrüzyon yöntemler ile hazırlanabilir. Çok katmanlı yapılarda farklı polimer katmanlarının kullanılması durumunda
ortaya çıkan problemlerden biri katmanlar arasındaki yapışmanın yeterli olmamasıdır. Bu problemin ortadan kaldırılması
için özel yapıştırıcı reçineler geliştirilmiştir. Bu bağlantı reçineleri, birbirine yapışmayan polimer katmanları arasında bir
tutkal görevi üstlenirler.
EVAL™ reçineleri ile poliamidlerin (PA) birbirine güçlü şekilde yapıştırılması için yapıştırma katmanının kullanılmasına
gerek yoktur. Buna karşılık poliolefinler, PET, PS, PC gibi malzemeler ile yapılan koekstrüzyon işlemlerinde bu polimerler
ile EVAL™ reçineleri arasında bir yapıştırma katmanının kullanılması gerekir. Yapıştırılacak reçineye bağlı olarak piyasada
farklı yapıştırıcı reçineler mevcuttur.
10. Yeniden öğütülmüş atık malzemenin (regrind)
değerlendirilmesi
Koekstrüzyon yönteminde karşılaşılan önemli ekonomik problemlerden birisi çok katmanlı film atıkların ziyan olmasıdır.
Tek katmanlı film işlemlerinde bu atıklar genellikle yeniden öğütülür ve çevrime katılır, böylece ekonomik kayıp büyük
ölçüde önlenmiş olur. Ancak sıcaklığa karşı hassas polimerlerin veya çok sayıda farklı polimerin kullanıldığın çok katmanlı
filmler veya yapılar yeniden işlenemez.
Ancak, EVAL™ reçineleri için durum farklıdır. EVAL™ reçinesi içeren çok katmanlı yapıların geri kazanılması ve yeniden
kullanımı mümkündür. Örneğin, levha, şişe ve yakıt tankları üretimi sırasında ortaya çıkan EVAL™ reçinesi içeren
ko-ekstrüzyon atıkları verimli bir şekilde yeniden kullanılabilir.
Ancak, yeniden öğütülmüş atık malzemenin (regrind) uzun bir süre saklanması durumunda EVAL™ bileşeninin yüksek
miktarda nem absorbe edebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Bu gibi durumlarda ekstrüzyon işlemi öncesinde
yeniden öğütülmüş atık malzeme kurutulmalıdır. Yüksek nem içeriğinden kaynaklanabilecek potansiyel işleme zorluklarının
ortadan kaldırılması için mümkünse EVAL™ içeren yeniden öğütülmüş atık malzemenin en kısa sürede işlenmesi ve
yeniden kullanılması önerilir.
Bazı uygulamalar için yeniden öğütülmüş atık malzemenin ekstrüzyonu sırasında ortaya çıkabilecek işleme problemlerinin
önlenmesi, yeniden öğütülmüş atık malzeme içerisindeki EVOH içeriğinin maksimum seviyeye çıkartılması ve nihai ürün
özelliklerinin arttırılması amacıyla Kuraray tarafından özel masterbatch tipleri geliştirilmiştir.
27
EVAL™, dünyanın lider EVOH ürünü
Avrupa
EVAL Europe nv (Antwerp, Belçika)
Kapasite: 24.000 ton/yıl
KURARAY CO., LTD.
KURARAY CO., LTD. (Shanghai)
Avrupa'nın ilk ve en büyük EVOH üretim tesisi
Amerika
Kuraray America Inc. (Pasadena, Texas, ABD)
Kapasite: 35.000 ton/yıl
Dünyanın en büyük EVOH üretim tesisi
Asya-Pasifik
Kuraray Co., Ltd. (Okayama, Japonya)
Kapasite: 10.000 ton/yıl
Dünyanın ilk EVOH üretim tesisi
UYARI
Contact
Verilen bilgiler, teknik özellikler, prosedürler ve yöntemler
EVAL Europe nv
dahilinde hazırlanmıştır, ancak burada eksiklikler
Nieuwe Weg 1 - Bus 10
veya durumlar mevcut olabilir. Bu bilgilerin, teknik
Belçika
tam ve eksiksiz olduğuna veya tehlikelerin, kazaların,
Faks +32 3 250 97 45
doğru ve güvenilir olduğuna inandığımız bilgimiz
Haven 1053
olabileceği gibi bu bilgilerin geçerli olmadığı koşullar
B-2070 Zwijndrecht (Antwerp)
özelliklerin, prosedürlerin, yöntemlerin ve uygulamaların
Telefon +32 3 250 97 33
kayıpların, hasarların, yaralanmaların, can ve mal
www.eval.eu
kayıplarının, üçüncü şahısların patent ihlallerinin
önlenmesini veya istenen sonuçların elde edilmesini
sağlayacağına ilişkin doğrudan veya dolaylı hiçbir
garanti veya teminat verilmemektedir. Bu broşürü
okuyan kişilerin kullanmadan önce bahsi geçen
bilgilerin, teknik özelliklerin, prosedürlerin, yöntemlerin
ve uyarıların hedeflenen amaca uygunluğunu kontrol
etmesi gerekir.
EVAL™ reçineleri dünya genelinde birleşik Kuraray ürün
ve kalite standartları ile üretilmektedir.
EU-TUR-TEC 2007 © Kuraray Co., Ltd.
Bu broşürde kullanılan şekiller ve çizimler yalnızca potansiyel ürün uygulamalarına örnek olarak verilmiştir.
Building better barriers