Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...

2.2.2 Folienherstellung
Grundlagen 10________________________________________________________________2 Seite
Der Rohstoff für die Folien liegt in Form von Granulat bzw. Granulatkörnern aus dem
zu verarbeitenden Polymermaterial vor. Bei der Extrusion werden diese in einem
beheizten Schneckengang aufgeschmolzen, homogenisiert und schließlich durch eine
Düse gepresst. Der so entstehende Schmelzfilm wird bei Flachfolienanlagen auf eine
Kühlwalze übertragen und dort abgeschreckt. Bei Blasfolienanlagen wird der
Schmelzfilm, der durch eine radialsymmetrische Ringschlitzdüse tritt, mittels eines
zentralen Luftstroms ähnlich einem Luftballon aufgeblasen und gleichzeitig durch
diesen abgeschreckt. So entsteht eine relativ spröde chemisch und thermisch instabile
Vorfolie. Durch die Abschreckgeschwindigkeit wird dabei die Größe der entstehenden
Kristalle sowie der Kristallisationsgrad bestimmt [22]. Aufgrund der vergleichsweise
langsamen Abkühlrate bei Blasfolienanlagen kann es so bei Polypropylen dabei zur
Bildung großer Sphärolithe kommen. Dadurch verliert die Folie ihre Transparenz und
wird trüb. Aus diesem Grund wird bei Blasfolienanlagen oft eine zusätzliche
Wasserkühlung zur schnelleren Abkühlung eingesetzt [20].
Um ein Endprodukt mit guten funktionalen Eigenschaften zu erhalten, wird die Vorfolie
nochmals auf Temperaturen von 80 bis 100°C erhitzt und dann gereckt. Das heißt die
Vorfolie wird in definierter Richtung gedehnt, wobei es zu einer zusätzlichen
Orientierung der Molekülketten und zu einer Flächenvergrößerung um den Faktor 7-10
bei PET-Folien bzw. 22-72 bei PP-Folien kommt [22,23]. Durch die Orientierung erhöht
sich mikroskopisch der Anteil an kristallinen Bereichen nochmals. Makroskopisch führt
sie beispielsweise bei Polypropylen zu einer Oberflächenstruktur, die durch Wellenberge
und -täler mit einem Abstand von cirka 20 - 200 nm charakterisiert wird [24,25]. Das
Recken kann dabei entweder in Maschinenrichtung, das heißt in Abzugsrichtung der
Polymerschmelze, transversal dazu oder in beiden Richtungen (simultanes bzw.
zweistufiges Recken) erfolgen. Man spricht in diesen Fällen auch von uniaxial bzw.
biaxial orientierten Folien. Insgesamt erhält man durch einen derartigen Prozess eine
deutliche Verbesserung der mechanischen, optischen und Barriereeigenschaften [26].
Während des nachfolgenden Fixierungsschritts, der bei Temperaturen knapp unterhalb
des Schmelzpunkts des Polymers durchgeführt wird, bilden sich zwischen den gereckten
Makromolekülketten Verknüpfungspunkte aus, die zu einer Stabilisierung und damit zu
einer geringeren Schrumpfneigung der Folie führen. Während der Fixierung wird die
Folie dabei unter Spannung gehalten. Schließlich wird die fertige Folie langsam
heruntergekühlt, zugeschnitten und aufgewickelt.
Sogenannte coextrudierte Folien entstehen, wenn man gleichzeitig aus mehreren
Extrudern verschiedene Polymerschmelzen über eine gemeinsame Düse aufeinander
fügt und diese dann gemeinsam abkühlt und weiterverarbeitet. Dieses Vorgehen wird
üblicherweise für heißsiegelfähige PP-Folien angewandt. Da Polypropylen selbst nicht
siegelfähig ist, wird auf die Folie auf beiden Seiten eine dünne wenige Mikrometer dicke