Il coating - Versalis SpA

Il coating di versalis:
sostenibilità condivisa
versalis coating:
combined sustainability
versalis spa è una società chimica con unico socio
soggetta all’attività di direzione e coordinamento di eni spa.
versalis spa is a chemical company wholly owned
and controlled by eni spa.
Sede Centrale Head Office: Piazza Boldrini, 1 - 20097 San Donato Milanese (MI) - Italy - Tel. 0039 02 520.1 - [email protected]
Technical Service: Piazza Boldrini, 1 - 20097 San Donato Milanese (MI) - Italy - Tel. 0039 02 520.32087 - Fax 0039 02 520.52052
Via Taliercio, 14 - 46100 Mantova - Italy - Tel. 0039 0376 305667 - Fax 0039 02 520.52043
Route des Dunes, BP 59 - F-59279 Mardyck - France - Tel. 0033 3 2823.5515 - Fax 0033 3 2823.5520
Intermedi Intermediates: [email protected]
Polietilene Polyethylene: [email protected]
Elastomeri Elastomers: [email protected]
Stirenici Styrenics: [email protected]
eni.com
Principi di base del coating
The basic principles of coating
Il coating è un processo di estrusione che permette l’applicazione
di uno o più strati polimerici ad un substrato.
Lo strato di polimero fuso può anche essere utilizzato per combinare
due substrati insieme, come illustrato in fig. 1.
L’elevata temperatura di estrusione (300 - 350 °C) in presenza
dell’ossigeno dell’aria favorisce l’ossidazione del polietilene rendendolo
polare e compatibile con i substrati da rivestire.
I due strati passano attraverso la luce fra nip-roll e chill-roll e durante
il transito l’insieme viene compresso dal nip-roll. Questa operazione
permette di aumentare l’adesione fra polimero e substrato oltre che
ad omogeneizzare lo spessore del polimero.
Extrusion coating consists in the application of a monolayer
or multilayer polymer melt onto a substrate.
The polymer melt layer can also be used to combine two substrates
together, as illustrated in fig. 1.
The high extrusion temperature (300 - 350 °C) with oxygen present
in the air promotes oxydation of polyethylene in order to improve
its polarity and its compatibility with substrate to coat.
The two layers pass through the nip-roll and chill-roll. This operation
increases the adhesion between polymer and substrate
and homogeneizes the polymer thickness.
Mono o multistrato
di polimero fuso
Monolayer or Multilayer
of Polymer Melt
Pressure Roll
Substrato (carta alluminio, ecc...)
Uno o due substrati possono essere uniti insieme.
Substrate (Paper, Aluminium...)
One or two Substrates can be combined together
Chill-Roll
fig. 1
1
La tecnologia del coating è nata negli anni 50 impiegando LDPE,
che ancora oggi è il polimero più utilizzato per questa applicazione.
L’ LDPE può essere prodotto sia con tecnologia tubolare sia
con tecnologia autoclave.
Di queste due è ancor oggi la tecnologia autoclave che domina
il mercato. Le altre famiglie di polietilene come l’ HDPE o l’ LLDPE,
vengono utilizzate ma solo in minima parte. Altri polimeri
che possiamo trovare sono EVA, EMA, EBA, ter-polimeri (E/BA/MAH,
E/BA/AA, E/MAA copolimeri con acido acrilico...) oppure polimeri
“graffati” (MAHg PP o PE) che vengono utilizzati per dare una buona
adesione sui substrati polari (carta, cartone, alluminio ecc...).
Il polimero fuso applicato al substrato impartisce le seguenti proprietà:
• evitare il diretto contatto fra il substrato e l’alimento
• far aderire fra loro due substrati diversi, ad esempio cartone
ed alluminio
• rendere impermeabile l’imballaggio
• migliorare l’estetica per dare una maggiore attrattività
all’imballo e quindi al prodotto contenuto
• impartire le proprietà di saldabilità
Extrusion coating started in the 1950’s using LDPE,
which is still today the most widely used polymer for this
application.
LDPE can be either made via autoclave or tubular process. From
these two processes, autoclave is still the dominant one used.
Other polyethylenes made via low pressure process such
as HDPE or LLDPE are not so widely used.
Other polymers to be found are EVA, EMA, EBA, terpolymer
(E/BA/MAH, E/BA/AA, E/MAA acrylic acid copolymers..)
or grafted polymers (MAHg PP or PE) which provide good
adhesion properties on polar substrates (paper, aluminium foil...).
The melt polymer applied to the substrate provides the following
properties:
Dall’utilizzo dell’LDPE nel coating derivano molte varietà
di applicazioni. La più grande famiglia di utilizzo è quella dell’imballo
liquidi che utilizza un pluriaccoppiato che viene ricoperto dall’ LDPE.
Un altro importante settore applicativo è quello della carta fotografica.
Seguono una serie di altri settori, come le applicazioni industriali
(tela applicata su vari substrati di carta, film pluribolla combinato
con alluminio per il settore isolamento degli edifici...).
I prodotti fatti mediante il coating sono ovunque intorno a noi.
Tuttavia il processo di estrusione e coating non è del tutto semplice.
From LDPE use into coating extrusion derives a large variety
of applications. The biggest overall sector is the one of beverage
using a multilayer substrate coated by LDPE.
Another sector of choice is photographic and release paper.
Last but not least, other sectors are industrial applications
(woven scrim applied on various paper substrate, air bubble film
combined with aluminium for the building insulation sector…).
Products made via extrusion coating are everywhere all around us.
Anyway the extrusion coating is not so simple.
Riblene® LDPE
• it avoids direct contact between substrate and food
• it allows adhesion between two different substrates, for instance
paper and aluminium
• it promotes waterproof of packaging
• it improves packaging appearance to give higher attractiveness
to the product
• it gives heat sealing properties.
Flexible Packaging
Rigid Packaging
Liquid Packaging
Others
- Pouches (Sugar)
- MAP Pack (Meat, Cheese...)
- Pouche (Soup, Sauce)
- Envelloppe...
fig. 2
2
- Food Board for Milk
- Food Board for Juice
- Long Shelf Life Wine...
- Tray
- Paper Coffee, Tea Cup...
- Industrial Application
- Photographic Paper
- Release Paper...
3
La tecnologia del coating è nata negli anni 50 impiegando LDPE,
che ancora oggi è il polimero più utilizzato per questa applicazione.
L’ LDPE può essere prodotto sia con tecnologia tubolare sia
con tecnologia autoclave.
Di queste due è ancor oggi la tecnologia autoclave che domina
il mercato. Le altre famiglie di polietilene come l’ HDPE o l’ LLDPE,
vengono utilizzate ma solo in minima parte. Altri polimeri
che possiamo trovare sono EVA, EMA, EBA, ter-polimeri (E/BA/MAH,
E/BA/AA, E/MAA copolimeri con acido acrilico...) oppure polimeri
“graffati” (MAHg PP o PE) che vengono utilizzati per dare una buona
adesione sui substrati polari (carta, cartone, alluminio ecc...).
Il polimero fuso applicato al substrato impartisce le seguenti proprietà:
• evitare il diretto contatto fra il substrato e l’alimento
• far aderire fra loro due substrati diversi, ad esempio cartone
ed alluminio
• rendere impermeabile l’imballaggio
• migliorare l’estetica per dare una maggiore attrattività
all’imballo e quindi al prodotto contenuto
• impartire le proprietà di saldabilità
Extrusion coating started in the 1950’s using LDPE,
which is still today the most widely used polymer for this
application.
LDPE can be either made via autoclave or tubular process. From
these two processes, autoclave is still the dominant one used.
Other polyethylenes made via low pressure process such
as HDPE or LLDPE are not so widely used.
Other polymers to be found are EVA, EMA, EBA, terpolymer
(E/BA/MAH, E/BA/AA, E/MAA acrylic acid copolymers..)
or grafted polymers (MAHg PP or PE) which provide good
adhesion properties on polar substrates (paper, aluminium foil...).
The melt polymer applied to the substrate provides the following
properties:
Dall’utilizzo dell’LDPE nel coating derivano molte varietà
di applicazioni. La più grande famiglia di utilizzo è quella dell’imballo
liquidi che utilizza un pluriaccoppiato che viene ricoperto dall’ LDPE.
Un altro importante settore applicativo è quello della carta fotografica.
Seguono una serie di altri settori, come le applicazioni industriali
(tela applicata su vari substrati di carta, film pluribolla combinato
con alluminio per il settore isolamento degli edifici...).
I prodotti fatti mediante il coating sono ovunque intorno a noi.
Tuttavia il processo di estrusione e coating non è del tutto semplice.
From LDPE use into coating extrusion derives a large variety
of applications. The biggest overall sector is the one of beverage
using a multilayer substrate coated by LDPE.
Another sector of choice is photographic and release paper.
Last but not least, other sectors are industrial applications
(woven scrim applied on various paper substrate, air bubble film
combined with aluminium for the building insulation sector…).
Products made via extrusion coating are everywhere all around us.
Anyway the extrusion coating is not so simple.
Riblene® LDPE
• it avoids direct contact between substrate and food
• it allows adhesion between two different substrates, for instance
paper and aluminium
• it promotes waterproof of packaging
• it improves packaging appearance to give higher attractiveness
to the product
• it gives heat sealing properties.
Flexible Packaging
Rigid Packaging
Liquid Packaging
Others
- Pouches (Sugar)
- MAP Pack (Meat, Cheese...)
- Pouche (Soup, Sauce)
- Envelloppe...
fig. 2
2
- Food Board for Milk
- Food Board for Juice
- Long Shelf Life Wine...
- Tray
- Paper Coffee, Tea Cup...
- Industrial Application
- Photographic Paper
- Release Paper...
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4
Processo di estrusione e coating
Extrusion coating process
Il polimero fuso viene trasformato in un film mediante una testa piana
che può essere monostrato o multistrato in funzione della tecnologia
usata, dal numero di estrusori disponibili e dai requisiti dell’applicazione
finale (combinazione delle differenti proprietà dei differenti strati
polimerici).
The molten polymer is shaped into a film via a slot die (coathanger
or t-type die). The web obtained can be mono or multilayer.
It depends on the technology used, the number of extruders
available and the final application (combination of different
properties of the different layers).
Le tecnologie per ottenere un film multistrato sono sostanzialmente
due: mediante feedblocks o mediante testa multimanifold.
Il polimero fuso all’uscita della filiera si deposita sul substrato
a cui deve aderire e viene compresso fra i due cilindri “chill-roll”
e nip-roll (rullo di pressione).
La pressione esercitata tra i due rulli favorisce così l’adesione.
The technology to obtain multilayer film is using either feedblocks
or multimanifold die. The molten web at the exit of the die
is reaching the substrate(s) and then the whole structure (coating
layer of LDPE with substrate(s)) is pulled down when coming into
contact with the chill-roll and nip-roll. A certain pressure is applied
in between the chill-roll and nip-roll (pressure roll) ensuring a good
adhesion between the polymer melt and the substrate(s).
La costruzione dell’imballo finale può comprendere diversi stadi
e diversi tipi di accoppiamento. Più sono complesse le linee,
più è possibile che l’imballo soddisfi i requisiti dell’applicazione,
ma esse saranno più complesse e difficili da gestire.
Qui di seguito illustriamo alcune tipiche strutture:
The construction of final packaging structure could take several
stages and several laminators can be used.
The more complex are the lines, the more fit for purpose they are,
but they could be difficult to run.
Typical structures could be as follow:
• imballo per liquidi:
LDPE/cartone/LDPE/alluminio/coestrusi
• tubetto di dentifricio:
film/coestrusi/alluminio/film
• carta fotografica
LDPE/carta/stampa/LDPE
• imballo snack:
PP/LDPE/film metallizzato/LDPE
• tessuto impermeabile (cerata):
LDPE/tessuto/LDPE.
• drink box:
LDPE/paperboard/LDPE/foil/coextrusion
• tooth paste laminates:
film/coextrusion/foil/film
• photographic paper:
LDPE/paper/printing/LDPE
• snack food bags:
PP/LDPE/metalized film/LDPE
• tarpaulins:
LDPE/woven tape fabric/LDPE.
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4
Processo di estrusione e coating
Extrusion coating process
Il polimero fuso viene trasformato in un film mediante una testa piana
che può essere monostrato o multistrato in funzione della tecnologia
usata, dal numero di estrusori disponibili e dai requisiti dell’applicazione
finale (combinazione delle differenti proprietà dei differenti strati
polimerici).
The molten polymer is shaped into a film via a slot die (coathanger
or t-type die). The web obtained can be mono or multilayer.
It depends on the technology used, the number of extruders
available and the final application (combination of different
properties of the different layers).
Le tecnologie per ottenere un film multistrato sono sostanzialmente
due: mediante feedblocks o mediante testa multimanifold.
Il polimero fuso all’uscita della filiera si deposita sul substrato
a cui deve aderire e viene compresso fra i due cilindri “chill-roll”
e nip-roll (rullo di pressione).
La pressione esercitata tra i due rulli favorisce così l’adesione.
The technology to obtain multilayer film is using either feedblocks
or multimanifold die. The molten web at the exit of the die
is reaching the substrate(s) and then the whole structure (coating
layer of LDPE with substrate(s)) is pulled down when coming into
contact with the chill-roll and nip-roll. A certain pressure is applied
in between the chill-roll and nip-roll (pressure roll) ensuring a good
adhesion between the polymer melt and the substrate(s).
La costruzione dell’imballo finale può comprendere diversi stadi
e diversi tipi di accoppiamento. Più sono complesse le linee,
più è possibile che l’imballo soddisfi i requisiti dell’applicazione,
ma esse saranno più complesse e difficili da gestire.
Qui di seguito illustriamo alcune tipiche strutture:
The construction of final packaging structure could take several
stages and several laminators can be used.
The more complex are the lines, the more fit for purpose they are,
but they could be difficult to run.
Typical structures could be as follow:
• imballo per liquidi:
LDPE/cartone/LDPE/alluminio/coestrusi
• tubetto di dentifricio:
film/coestrusi/alluminio/film
• carta fotografica
LDPE/carta/stampa/LDPE
• imballo snack:
PP/LDPE/film metallizzato/LDPE
• tessuto impermeabile (cerata):
LDPE/tessuto/LDPE.
• drink box:
LDPE/paperboard/LDPE/foil/coextrusion
• tooth paste laminates:
film/coextrusion/foil/film
• photographic paper:
LDPE/paper/printing/LDPE
• snack food bags:
PP/LDPE/metalized film/LDPE
• tarpaulins:
LDPE/woven tape fabric/LDPE.
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6
Parametri di estrusione e loro influenza
Extrusion coating parameters and their influence
Temperatura del polimero fuso
Melt temperature
Le condizioni tipiche di estrusione nel coating sono:
• temperature: 270°C – 350°C
• velocità fino a 600m/min o più
• spessori del polimero: maggiore di 8μm.
Per gestire bene il processo di coating è importante conoscere
i principali parametri che possono influenzare le proprietà finali
della struttura.
Typical conditions for extrusion coating are:
• temperature: 270°C – 350°C
• speed: up to 600m/min or more
• polymer thickness: up to 8μm.
To get a good extrusion process it is important to know the main
parameters that can influence final properties of packaging
structure.
Le temperature in gioco nel processo di coating sono
necessariamente alte, 270 - 350 °C per permettere l’ossidazione
del polietilene e favorire la sua adesione al substrato.
In queste condizioni di lavoro si ottiene un elevato ritiro del film
polimerico (neck-in) che viene compensato dal rigonfiamento
del polimero. Il tipo di polietilene che riesce ad ottenere il miglior
compromesso fra neck-in ed ossidazione è quello proveniente
dal processo autoclave che favorisce la formazione di ramificazioni
lunghe. La struttura del polimero è sufficientemente resistente,
sopporta le gravose condizioni di questa tecnologia che durano
per un tempo molto breve (largamente inferiore al secondo)
riducendo al minimo fumi e odori.
Temperatures applied during coating process are high,
270 - 350 °C to allow polyethylene oxydation and enhance
its adhesion to substrate.
In these conditions a strong shrinkage (neck-in) occurs,
balanced by polymer swelling.
The best polyethylene type, which is able to reach the right
compromise between neck-in and oxydation, is polymerized
by autoclave process and is characterized by long chain
branching. Autoclave LPDE structure is strong enough to
withstand the difficult processing conditions of the coating
process. It is exposed to these conditions for less than a second
reducing to the minimum fume and odour problems.
7
6
Parametri di estrusione e loro influenza
Extrusion coating parameters and their influence
Temperatura del polimero fuso
Melt temperature
Le condizioni tipiche di estrusione nel coating sono:
• temperature: 270°C – 350°C
• velocità fino a 600m/min o più
• spessori del polimero: maggiore di 8μm.
Per gestire bene il processo di coating è importante conoscere
i principali parametri che possono influenzare le proprietà finali
della struttura.
Typical conditions for extrusion coating are:
• temperature: 270°C – 350°C
• speed: up to 600m/min or more
• polymer thickness: up to 8μm.
To get a good extrusion process it is important to know the main
parameters that can influence final properties of packaging
structure.
Le temperature in gioco nel processo di coating sono
necessariamente alte, 270 - 350 °C per permettere l’ossidazione
del polietilene e favorire la sua adesione al substrato.
In queste condizioni di lavoro si ottiene un elevato ritiro del film
polimerico (neck-in) che viene compensato dal rigonfiamento
del polimero. Il tipo di polietilene che riesce ad ottenere il miglior
compromesso fra neck-in ed ossidazione è quello proveniente
dal processo autoclave che favorisce la formazione di ramificazioni
lunghe. La struttura del polimero è sufficientemente resistente,
sopporta le gravose condizioni di questa tecnologia che durano
per un tempo molto breve (largamente inferiore al secondo)
riducendo al minimo fumi e odori.
Temperatures applied during coating process are high,
270 - 350 °C to allow polyethylene oxydation and enhance
its adhesion to substrate.
In these conditions a strong shrinkage (neck-in) occurs,
balanced by polymer swelling.
The best polyethylene type, which is able to reach the right
compromise between neck-in and oxydation, is polymerized
by autoclave process and is characterized by long chain
branching. Autoclave LPDE structure is strong enough to
withstand the difficult processing conditions of the coating
process. It is exposed to these conditions for less than a second
reducing to the minimum fume and odour problems.
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Neck-in
Neck-in
Il neck-in (fig. 3) è il fenomeno per il quale il polimero allo stato fuso
all’uscita della testa parte con una certa larghezza e si restringe subito
dopo mentre sta per raggiungere il chill-roll. Il neck-in varia al variare
della temperatura e della distanza fra la testa ed il chill-roll.
Neck-in (fig. 3) is the phenomenon by which polymer melt
starts from the die exit with a certain width which is then reducing
as it is reaching the chill-roll. The neck-in is temperature
and air gap dependant.
Temperatura del chill-roll
Chill-roll temperature
Il ruolo del chill-roll è quello di raffreddare velocemente il polimero fuso.
La sua temperatura ha influenza sull’adesione e sulla flessibilità
del polimero. Il chill-roll viene generalmente mantenuto ad una
temperatura di ca. 30 °C.
Role of the chill-roll is to quench rapidly the molten polymer.
Its temperature has an influence on polymer adhesion
and flexibility. Typical temperature for the chill-roll is 30°C.
Larghezza del traferro (die-gap)
It is the gap between the top lip and bottom lip of the flat die head
of the coating machine.
It varies between 0,5 and 0,8 mm.
Neck-in can change by changing die-gap.
Generally it can increase if die-gap increases.
La larghezza del traferro è la distanza che c’è fra le labbra della testa
della linea di coating. Questa distanza può variare da 0,5 a 0,8 mm.
Il ritiro del fuso (neck-in) può subire variazioni se il die-gap cambia.
In generale incrementando il die-gap aumenta anche il neck-in.
Air gap
Air gap
L’air gap è la distanza tra il polimero fuso all’uscita del traferro
ed il punto in cui il polimero tocca il substrato al quale deve aderire
in corrispondenza del chill-roll. Questa distanza è uno dei parametri
più importanti per garantire una buona adesione del polimero
al substrato: più è elevato l’air-gap maggiore sarà l’ossidazione
del polimero fuso e quindi l’adesione del polimero sul substrato.
La distanza dovrà quindi essere regolata per ottenere un compromesso
fra adesione e neck-in.
Air gap is the distance between the exit of the polymer melt
from the die and the point where the melt is reaching the substrate
and gets in contact with the chill-roll. The air gap is an essential
parameter for the good adhesion of the polymer melt into
the substrate: the higher the air gap, the higher the oxydation
of the polymer melt and the higher the adhesion to the substrate.
The air gap should be kept to a minimum level so that the neck-in
phenomenon is not interfering with the coating process.
Tempo di residenza del polimero
Residence time
È il tempo durante il quale il polimero permane all’interno l’estrusore.
Dipende dalle dimensioni dell’estrusore, dal tipo di vite e, a parità
di impianto, dalla velocità della vite. Questo parametro può ovviamente
influenzare la degradazione del polimero e le proprietà organolettiche.
It is the time during which the polymer is staying into the extruder.
It is connected to extruder dimensions, linked to screw profile
and its speed. This parameter can of course have an influence
on the degradation of the polymer and its organoleptical properties.
Velocità della linea
Haul-off speed
Per permettere la sufficiente ossidazione necessaria a favorire
l’adesione del polimero al substrato è necessario aumentare l’air gap
all’aumentare della velocità della linea.
To achieve sufficient oxydation necessary to promote polymer
adhesion on the substrate is important to increase air-gap
when speed of the line is increased.
Die gap
Chill-Roll
Die Gap
Neck in
Die
Polymer
fig. 3 Fenomeno del neck-in
fig. 3 Neck-in Phenomenon
8
Chill-Roll
Air Gap
Nip roll
Pressure Roll
fig. 4 Illustrazione del die-gap, air-gap, chill-roll, nip-roll
fig. 4 Illustration of the Die Gap, Air Gap, Chill on, the Nip-Roll
9
Neck-in
Neck-in
Il neck-in (fig. 3) è il fenomeno per il quale il polimero allo stato fuso
all’uscita della testa parte con una certa larghezza e si restringe subito
dopo mentre sta per raggiungere il chill-roll. Il neck-in varia al variare
della temperatura e della distanza fra la testa ed il chill-roll.
Neck-in (fig. 3) is the phenomenon by which polymer melt
starts from the die exit with a certain width which is then reducing
as it is reaching the chill-roll. The neck-in is temperature
and air gap dependant.
Temperatura del chill-roll
Chill-roll temperature
Il ruolo del chill-roll è quello di raffreddare velocemente il polimero fuso.
La sua temperatura ha influenza sull’adesione e sulla flessibilità
del polimero. Il chill-roll viene generalmente mantenuto ad una
temperatura di ca. 30 °C.
Role of the chill-roll is to quench rapidly the molten polymer.
Its temperature has an influence on polymer adhesion
and flexibility. Typical temperature for the chill-roll is 30°C.
Larghezza del traferro (die-gap)
It is the gap between the top lip and bottom lip of the flat die head
of the coating machine.
It varies between 0,5 and 0,8 mm.
Neck-in can change by changing die-gap.
Generally it can increase if die-gap increases.
La larghezza del traferro è la distanza che c’è fra le labbra della testa
della linea di coating. Questa distanza può variare da 0,5 a 0,8 mm.
Il ritiro del fuso (neck-in) può subire variazioni se il die-gap cambia.
In generale incrementando il die-gap aumenta anche il neck-in.
Air gap
Air gap
L’air gap è la distanza tra il polimero fuso all’uscita del traferro
ed il punto in cui il polimero tocca il substrato al quale deve aderire
in corrispondenza del chill-roll. Questa distanza è uno dei parametri
più importanti per garantire una buona adesione del polimero
al substrato: più è elevato l’air-gap maggiore sarà l’ossidazione
del polimero fuso e quindi l’adesione del polimero sul substrato.
La distanza dovrà quindi essere regolata per ottenere un compromesso
fra adesione e neck-in.
Air gap is the distance between the exit of the polymer melt
from the die and the point where the melt is reaching the substrate
and gets in contact with the chill-roll. The air gap is an essential
parameter for the good adhesion of the polymer melt into
the substrate: the higher the air gap, the higher the oxydation
of the polymer melt and the higher the adhesion to the substrate.
The air gap should be kept to a minimum level so that the neck-in
phenomenon is not interfering with the coating process.
Tempo di residenza del polimero
Residence time
È il tempo durante il quale il polimero permane all’interno l’estrusore.
Dipende dalle dimensioni dell’estrusore, dal tipo di vite e, a parità
di impianto, dalla velocità della vite. Questo parametro può ovviamente
influenzare la degradazione del polimero e le proprietà organolettiche.
It is the time during which the polymer is staying into the extruder.
It is connected to extruder dimensions, linked to screw profile
and its speed. This parameter can of course have an influence
on the degradation of the polymer and its organoleptical properties.
Velocità della linea
Haul-off speed
Per permettere la sufficiente ossidazione necessaria a favorire
l’adesione del polimero al substrato è necessario aumentare l’air gap
all’aumentare della velocità della linea.
To achieve sufficient oxydation necessary to promote polymer
adhesion on the substrate is important to increase air-gap
when speed of the line is increased.
Die gap
Chill-Roll
Die Gap
Neck in
Die
Polymer
fig. 3 Fenomeno del neck-in
fig. 3 Neck-in Phenomenon
8
Chill-Roll
Air Gap
Nip roll
Pressure Roll
fig. 4 Illustrazione del die-gap, air-gap, chill-roll, nip-roll
fig. 4 Illustration of the Die Gap, Air Gap, Chill on, the Nip-Roll
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Adesione
Adhesion
L’adesione fra due materiali può essere dovuta a differenti contributi
di tipo chimico e di tipo fisico.
L’adesione chimica è collegata alla formazione di legami chimici
sia di tipo covalente o ionico.
Il contributo di tipo fisico è invece causato dalle rugosità superficiali
del substrato che deve essere ricoperto. Il polimero allo stato fuso
penetra in esse creando così un ancoraggio di tipo meccanico.
Quando sono necessarie elevate caratteristiche di adesione si può
coestrudere l’LDPE con altri polimeri dotati di gruppi funzionali
polari (primer).
Adhesion between two different materials across an interface
may involve either physical or chemical bonds.
Chemical bonding consists of direct interlinking between molecules
of the two materials either by covalent or ionic bond.
Physical bonding may result from roughness of the substrate.
As a consequence, good polyolefin adhesion can be achieved
by a mechanical interlocking.
Adhesion between substrate and polymer coating is maximized
by extruding LDPE with other polymers strongly characterized
by polar groups (primers).
I parametri di processo sono solo una parte delle variabili in gioco.
Le proprietà del polimero scelto hanno una influenza determinante
sulla processabilità e sulle proprietà finali della struttura (tab. 1).
Processing parameters are only one part of the equation.
Basic properties of the polymer used have a great influence
on the final properties of the structure (tab.1).
Incrementa
(Increase)
Adesione
(Adhesion)
Neck-in
Fumi
(Fumes)
Draw-down
Temperatura
(Temperature)
+ +
+ +
+ +
+ +
--
Air gap
+ +
+ +
+ +
+
-
Tempo di residenza
(Residence Time)
+ +
+ +
+ +
+
--
Velocità
(Haul-off Speed)
----
-
---
-
=
Spessore
(Thickness)
+ +
=
+ +
Temperatura chill-roll
(Chill roll Temperature)
tab. 1
10
Saldabilità
(Heat Seal)
Riblene® LDPE per extrusion coating: proprietà chiave
Riblene® LDPE grades for extrusion coating: key properties
La famiglia Riblene® LDPE contiene dei tipi espressamente dedicati
al coating. Questi polimeri, possiedono una caratteristica struttura
ramificata ed una speciale combinazione di diversi pesi molecolari
che li rende i polimeri di scelta nel processo di coating.
Queste particolari combinazioni di struttura e di pesi molecolari,
possono essere ottenute solo mediante la polimerizzazione radicalica
effettuata in reattori del tipo autoclave.
La famiglia del Riblene® LDPE dedicata al coating è definita al
variare del MFR e della densità. Il MFR è direttamente connesso al peso
molecolare (più è basso il MFR, più è alto il peso molecolare) e può
dare un’idea di quanto è fluido il polimero (più è alto il MFR più è fluido
il polimero). La densità è un indice di quanto è organizzato il polimero
al livello macromolecolare. Più è alta la densità, più il polimero
è compatto ed ordinato. La densità è anche direttamente collegata
alla percentuale di cristallinità del polimero. In tab. 2 è illustrata
l’influenza del MFR e della densità su alcune proprietà.
Riblene® family contains LDPE specifically dedicated to coating.
These polymers have a particular branched structure and a special
mix of different molecular weights that make them polymers
of choice in the coating process.
These particular structure and molecular weight combinations,
can only be obtained by using radical polymerization made
in vessel reactors.
Riblene® LDPE products for coating applications are defined
and classified according to their MFR and density. MFR is directly
connected to the molecular weight (the lower is the MFR, the higher
is molecular weight) and it can give an idea of how fluid is the
polymer. The higher is the MFR, the easier it is to flow.
The density is an indication on how well organized is the polymer.
The higher is the density the more compact is the polymer.
It is also related to the crystallinity of the polymer. In the tab. 2
is illustrated the influence of MFR and density on several properties.
++
+
==
==
Pressione nip-roll
(Nip roll Pressure)
+ +
==
==
Die Gap+
+ +
==
==
tab. 2
11
Adesione
Adhesion
L’adesione fra due materiali può essere dovuta a differenti contributi
di tipo chimico e di tipo fisico.
L’adesione chimica è collegata alla formazione di legami chimici
sia di tipo covalente o ionico.
Il contributo di tipo fisico è invece causato dalle rugosità superficiali
del substrato che deve essere ricoperto. Il polimero allo stato fuso
penetra in esse creando così un ancoraggio di tipo meccanico.
Quando sono necessarie elevate caratteristiche di adesione si può
coestrudere l’LDPE con altri polimeri dotati di gruppi funzionali
polari (primer).
Adhesion between two different materials across an interface
may involve either physical or chemical bonds.
Chemical bonding consists of direct interlinking between molecules
of the two materials either by covalent or ionic bond.
Physical bonding may result from roughness of the substrate.
As a consequence, good polyolefin adhesion can be achieved
by a mechanical interlocking.
Adhesion between substrate and polymer coating is maximized
by extruding LDPE with other polymers strongly characterized
by polar groups (primers).
I parametri di processo sono solo una parte delle variabili in gioco.
Le proprietà del polimero scelto hanno una influenza determinante
sulla processabilità e sulle proprietà finali della struttura (tab. 1).
Processing parameters are only one part of the equation.
Basic properties of the polymer used have a great influence
on the final properties of the structure (tab.1).
Incrementa
(Increase)
Adesione
(Adhesion)
Neck-in
Fumi
(Fumes)
Draw-down
Temperatura
(Temperature)
+ +
+ +
+ +
+ +
--
Air gap
+ +
+ +
+ +
+
-
Tempo di residenza
(Residence Time)
+ +
+ +
+ +
+
--
Velocità
(Haul-off Speed)
----
-
---
-
=
Spessore
(Thickness)
+ +
=
+ +
Temperatura chill-roll
(Chill roll Temperature)
tab. 1
10
Saldabilità
(Heat Seal)
Riblene® LDPE per extrusion coating: proprietà chiave
Riblene® LDPE grades for extrusion coating: key properties
La famiglia Riblene® LDPE contiene dei tipi espressamente dedicati
al coating. Questi polimeri, possiedono una caratteristica struttura
ramificata ed una speciale combinazione di diversi pesi molecolari
che li rende i polimeri di scelta nel processo di coating.
Queste particolari combinazioni di struttura e di pesi molecolari,
possono essere ottenute solo mediante la polimerizzazione radicalica
effettuata in reattori del tipo autoclave.
La famiglia del Riblene® LDPE dedicata al coating è definita al
variare del MFR e della densità. Il MFR è direttamente connesso al peso
molecolare (più è basso il MFR, più è alto il peso molecolare) e può
dare un’idea di quanto è fluido il polimero (più è alto il MFR più è fluido
il polimero). La densità è un indice di quanto è organizzato il polimero
al livello macromolecolare. Più è alta la densità, più il polimero
è compatto ed ordinato. La densità è anche direttamente collegata
alla percentuale di cristallinità del polimero. In tab. 2 è illustrata
l’influenza del MFR e della densità su alcune proprietà.
Riblene® family contains LDPE specifically dedicated to coating.
These polymers have a particular branched structure and a special
mix of different molecular weights that make them polymers
of choice in the coating process.
These particular structure and molecular weight combinations,
can only be obtained by using radical polymerization made
in vessel reactors.
Riblene® LDPE products for coating applications are defined
and classified according to their MFR and density. MFR is directly
connected to the molecular weight (the lower is the MFR, the higher
is molecular weight) and it can give an idea of how fluid is the
polymer. The higher is the MFR, the easier it is to flow.
The density is an indication on how well organized is the polymer.
The higher is the density the more compact is the polymer.
It is also related to the crystallinity of the polymer. In the tab. 2
is illustrated the influence of MFR and density on several properties.
++
+
==
==
Pressione nip-roll
(Nip roll Pressure)
+ +
==
==
Die Gap+
+ +
==
==
tab. 2
11
Shrink film portfolio
12
Type MFR/D
Medium flowability
Riblene® GM 20 R
3.5/920
X
Riblene® GM 30 R
4.0/923
X
Riblene® GP 20 R
8.0/921
High Flowability
Barrier Effect
X
X
Paper Coating
Other Substrates
X
X
X
X
X
X
Il coating di versalis:
sostenibilità condivisa
versalis coating:
combined sustainability
versalis spa è una società chimica con unico socio
soggetta all’attività di direzione e coordinamento di eni spa.
versalis spa is a chemical company wholly owned
and controlled by eni spa.
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