Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...
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2.2.2 Folienherstellung<br />
Grundlagen 10________________________________________________________________2 Seite<br />
Der Rohstoff für die Folien liegt in Form von Granulat bzw. Granulatkörnern aus <strong>de</strong>m<br />
zu verarbeiten<strong>de</strong>n Polymermaterial vor. Bei <strong>de</strong>r Extrusion wer<strong>de</strong>n diese in einem<br />
beheizten Schneckengang aufgeschmolzen, homogenisiert und schließlich durch eine<br />
Düse gepresst. Der so entstehen<strong>de</strong> Schmelzfilm wird bei Flachfolienanlagen auf eine<br />
Kühlwalze übertragen und dort abgeschreckt. Bei Blasfolienanlagen wird <strong>de</strong>r<br />
Schmelzfilm, <strong>de</strong>r durch eine radialsymmetrische Ringschlitzdüse tritt, mittels eines<br />
zentralen Luftstroms ähnlich einem Luftballon aufgeblasen und gleichzeitig durch<br />
diesen abgeschreckt. So entsteht eine relativ sprö<strong>de</strong> chemisch und thermisch instabile<br />
Vorfolie. Durch die Abschreckgeschwindigkeit wird dabei die Größe <strong>de</strong>r entstehen<strong>de</strong>n<br />
Kristalle sowie <strong>de</strong>r Kristallisationsgrad bestimmt [22]. Aufgrund <strong>de</strong>r vergleichsweise<br />
langsamen Abkühlrate bei Blasfolienanlagen kann es so bei Polypropylen dabei zur<br />
Bildung großer Sphärolithe kommen. Dadurch verliert die Folie ihre Transparenz und<br />
wird trüb. Aus diesem Grund wird bei Blasfolienanlagen oft eine zusätzliche<br />
Wasserkühlung zur schnelleren Abkühlung eingesetzt [20].<br />
Um ein Endprodukt mit guten funktionalen Eigenschaften zu erhalten, wird die Vorfolie<br />
nochmals auf Tempera<strong>tu</strong>ren von 80 bis 100°C erhitzt und dann gereckt. Das heißt die<br />
Vorfolie wird in <strong>de</strong>finierter Rich<strong>tu</strong>ng ge<strong>de</strong>hnt, wobei es zu einer zusätzlichen<br />
Orientierung <strong>de</strong>r Molekülketten und zu einer Flächenvergrößerung um <strong>de</strong>n Faktor 7-10<br />
bei PET-Folien bzw. 22-72 bei PP-Folien kommt [22,23]. Durch die Orientierung erhöht<br />
sich mikroskopisch <strong>de</strong>r Anteil an kristallinen Bereichen nochmals. Makroskopisch führt<br />
sie beispielsweise bei Polypropylen zu einer Oberflächenstruk<strong>tu</strong>r, die durch Wellenberge<br />
und -täler mit einem Abstand von cirka 20 - 200 nm charakterisiert wird [24,25]. Das<br />
Recken kann dabei entwe<strong>de</strong>r in Maschinenrich<strong>tu</strong>ng, das heißt in Abzugsrich<strong>tu</strong>ng <strong>de</strong>r<br />
Polymerschmelze, transversal dazu o<strong>de</strong>r in bei<strong>de</strong>n Rich<strong>tu</strong>ngen (simultanes bzw.<br />
zweis<strong>tu</strong>figes Recken) erfolgen. Man spricht in diesen Fällen auch von uniaxial bzw.<br />
biaxial orientierten Folien. Insgesamt erhält man durch einen <strong>de</strong>rartigen Prozess eine<br />
<strong>de</strong>utliche Verbesserung <strong>de</strong>r mechanischen, optischen und Barriereeigenschaften [26].<br />
Während <strong>de</strong>s nachfolgen<strong>de</strong>n Fixierungsschritts, <strong>de</strong>r bei Tempera<strong>tu</strong>ren knapp unterhalb<br />
<strong>de</strong>s Schmelzpunkts <strong>de</strong>s Polymers durchgeführt wird, bil<strong>de</strong>n sich zwischen <strong>de</strong>n gereckten<br />
Makromolekülketten Verknüpfungspunkte aus, die zu einer Stabilisierung und damit zu<br />
einer geringeren Schrumpfneigung <strong>de</strong>r Folie führen. Während <strong>de</strong>r Fixierung wird die<br />
Folie dabei unter Spannung gehalten. Schließlich wird die fertige Folie langsam<br />
heruntergekühlt, zugeschnitten und aufgewickelt.<br />
Sogenannte coextrudierte Folien entstehen, wenn man gleichzeitig aus mehreren<br />
Extru<strong>de</strong>rn verschie<strong>de</strong>ne Polymerschmelzen über eine gemeinsame Düse aufeinan<strong>de</strong>r<br />
fügt und diese dann gemeinsam abkühlt und weiterverarbeitet. Dieses Vorgehen wird<br />
üblicherweise für heißsiegelfähige PP-Folien angewandt. Da Polypropylen selbst nicht<br />
siegelfähig ist, wird auf die Folie auf bei<strong>de</strong>n Seiten eine dünne wenige Mikrometer dicke