plastik-ambalaj.com

Ambalaj üretiminde kullanılan plastik filmler

Plastik filmler; hafif, transparan, biyolojik ajanlardan etkilenmeyen, kimyasal maddelere karşı ve atmosferik şartlara dayanıklı, üzerine baskı yapılabilen, korozyona dirençli, kırılmayan ve 60 – 200 °C arasında sıcaklık değişimlerinden etkilenmeyen ambalaj materyalleridir.

Plastik filmler ambalaj dilinde organik bir maddenin ince ve elastik bir tabakasıdır. Geçirgenliğinin çok az oluşu, transparanlığı ve pürüzsüz yüzeyi nedeniyle en fazla aranan ve itibar edilen ambalaj malzemesidir.

Endüstride ambalaj malzemesi olarak kullanılan başlıca filmler; polietilen (PE, LDPE, MDPE, HDPE), polipropilen (CPP, OPP, MOPP, BOPP, metalize filmler), poliamid, polivinil klorür (PVC), polivinilden klorür (PVDC), polietilen tereftalat (PET)’dır. Yüzey özellikleri birbirinden farklılık gösteren bu maddeler tek başlarına kullanılabildikleri gibi ürünün özelliklerine bağlı olarak karışım halinde de kullanılabilirler.

Tablo 1. Bazı filmlerin nem, gaz geçirgenlikleri ve ısıl kullanımları

Tablo 2. Ambalaj endüstrisinde kullanılan filmlerin diğer bazı özellikleri

Geçen yüzyılın ikinci yarısından itibaren plastikler, her türlü gıda ve içecek ambalajlanmasında kullanılan bir madde olarak önemlerini gün geçtikçe arttırmışlardır. Polimerlerin birçok uygulama alanlarının olmasının oldukça fazla sebebi vardır. Bunlardan bazıları; yüksek derecede sağlamlıkları ve sertlikleri, darbe dayanıklılıklarının yüksek oluşu, geliştirilmiş elektriksel özellikleri, tekrarlanan proses çemberlerine sahip oluşları, ekipman maliyeti ve üretimin maliyetinin düşük olmasıdır. Bunun yanı sıra tüketiciler için yüksek güvenlik standartlarına sahip oluşu, ambalaj sanayinde bu maddeye talebin artmasını ve ürün tabanının genişlemesini sağlamıştır.

Fleksibıl ambalajların üretiminde kullanılan bazı filmlerin özellikleri

Polietilen (PE)

Polietilen, gaz halindeki Etilen monomerinin (CH2=CH2) yüksek basınç ve sıcaklık altındaki polimerizasyonundan meydana gelen termoplastik bir filmdir. 

Transparan özellikteki bu filmler ambalaj baskılarında ve aseptik ambalaj kutularının tabaka halinde üretimleri sırasında diğer filmlere oranla daha çok kullanılırlar. Özellikle meyve-sebze, fırın ürünleri ve ilaç ambalajlarında, laminasyonlarda ve koekstruzyonlarda dayanıklılık, bariyer özellikleri, ısıyla kapanabilme ve düşük maliyet özelliklerinden dolayı tercih edilirler. Ancak polipropilen (PP) filmin berraklığına sahip değildirler. 

Aranan diğer temel özellikler ise,

• Berraklık (bulanık/parlak)

• Yapışma nitelikleri (ısı/hot tack)

• Yüzey gerilimi 

• Sertlik (rijidite)

• Geçirmezlik (nem/hava)

• Yüzey katkıları (kaydırıcı/antiblok/antistatik) sayılabilir.

Polietilen filmlerin baskılarında dikkat edilmesi gereken en önemli husus yüzeydeki mürekkebin kurutulmasıdır. Emici özellikte olmadıklarından dolayı yüzeyindeki basılı mürekkep filminin kuruması buharlaşma yoluyla gerçekleşir. Bu nedenle plastik film yüzeylerine alkol bazlı veya özel solventli mürekkeplerle baskı yapılabilir. Polietilen filmin sıcaklığı baskı sonrası soğutma grubunda 15 – 20 °C’ye kadar düşürülür. Bu filmlerin yüzey gerilim kuvvetleri genelde düşük olduğundan baskı esnasında fazla sıcaklık veya yüksek tansiyon istemezler.

Polietilen filmler, yoğunluk, molekül ağırlığı ve molekül ağırlığının dağılımına göre tercih edilirler.

Tablo 4. Polietilen filmler

Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE): LDPE’nin özellikleri HDPE ile aynıdır. Ancak LDPE solvent ve madeni yağlara da az dayanıklıdır. Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) film kalınlığı 9 mikrondan (bağlayıcı film olarak) 0,25 mm’ye kadar (yapı film olarak) değişir. Genişlikler ise; 100 mm’den 1.000 mm’ye kadar değişebilir. Önemli film özellikleri içinde parlaklık, çeşitli darbelere karşı dayanıklılık, uzama, yırtılmaya karşı dayanıklılık ve çekme direnci, ısıl yapışma, baskı ve makine kullanım kolaylığı açısından işlenebilirlik vardır.

Plastik ambalaj filmi için çoğunlukla LDPE kullanılmaktadır. Çok dayanıklı ve şeffaf olup nispeten düşük seviyede su buharı geçirgenliğine sahip bulunmaktadır. Kimyasal olarak çok inerttir ve pratikte kokusuz ve tatsızdır. En önemli avantajlarından biri kolay yapışabilir olmasıdır. Bu nedenle laminasyon uygulamalarında ısıl olarak yapıştırma sağlamak için birleştirici olarak da kullanılır. Yüksek düzeyde bir yırtılma dayanıklılığına sahip olup darbeye karşı mukavemetlidir. Ayrıca asgari –50°C ve azami 70°C’ye kadar yaygın bir kullanım ısısı düzenleme niteliğine sahip bulunmaktadır.

Diğer taraftan düşük yoğunlukta PE film, oksijen, karbon-dioksit gibi gazlara karşı nispeten yüksek seviyede bir geçirgenliğe sahiptir. Bu nedenle oksidasyona karşı elverişli olan ambalaj için veya direkt bir film olarak vakum ambalajı için pek uygun değildir. Ayrıca birçok yağ türleri için geçirgendir. Düşük yoğunlukta PE ile ambalajlanan belli ürünlerin koku ve tadında kademeli olarak bir kayba uğrayıp uğramadığı kontrol edilmelidir. Kâğıt, mukavva, alüminyum folyo gibi malzemelerin yüzeyine kolayca kaplanabilirler.

LDPE film, flekso ve serigafi baskı yöntemleri ile basılabilmektedir. Yüzeyin ön işleme tabi tutulması pek zorunlu değildir. Düşük yoğunlukta polietilen, ambalajlı ekmek, dondurulmuş gıdalar, yağı alınmış süt, sosisler, parça etler ve ambalaj torbaları için kullanılmaktadır.

Lineer düşük yoğunluklu polietilen (LLDPE): Lineer düşük yoğunluklu polietilen. LDPE’den daha dayanıklı olup ısıyla yapışma gücü daha fazladır ama daha bulanıktır.

Orta yoğunluklu polietilen (MDPE): MDPE film; LDPE’den daha sert, erime noktası daha yüksektir ve su buharını engelleme özelliği daha güçlüdür. MDPE filmler ısıtıldığında LDPE’den daha çok yumuşayan yapı elde etmek istendiğinde veya bu özelliklerin başka bir sahada kullanılması gerektiğinde kullanılır.

Yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE): HDPE filmlerin, yırtılma ve çekme dayanımı kâğıttan daha yüksek ve birçok aside, alkalilere, alkol ve diğer gazlara karşı direnci iyidir. Şeffaf olmadığı için genellikle renkli kullanımı yaygındır.

Yüksek yoğunluklu polietilen, LDPE’den çok daha sağlam, sıcaklığa çok daha dayanıklı ve su buharını çok daha engelleyicidir. HDPE su buharı ve gazlara karşı LDPE’den 2-3 defa daha düşük seviyede bir geçirgenliğe sahiptir.  HDPE filmlerin LDPE’den daha yüksek bir gerilim gücü vardır, ancak daha düşük bir darbe mukavemeti sergilemektedir. HDPE’nin en yüksek dayandığı sıcaklık 120°C’dir. Yumuşama noktası suyun kaynama noktasının üstündedir. Gevşeme veya uzama noktasına gelmeden önce HDPE, hayli büyük bir kuvvete dayanabilir (normal olarak cm2 başına 210 – 280 kg).

HDPE filmlerin bariyer özelliği de, LDPE’den daha iyi ve daha da serttir. Polietilen’in yoğunluğunu, kristallik de¬recesi belirler. Kristalleşmenin artması moleküllerin sıralanmasında düz¬günlük ve sıklığın artması demektir ki, bu durumda polimerin yoğunluğu da artar. Filmin sıvı ve gaz direnci, yoğunluk yükseldikçe, artar.  Ayrıca kokunun nüfuz etmesine karşı daha fazla dayanıklıdır. 

Polipropilen (PP)

Polipropilen, propilen monomerinin polimerizasyonu ile elde edilen termoplastiktir. Polipropilen (PP) poliolefin sınıfı polimerlerin bir üyesidir. Bu polimerler olefin monomerlerinden (doymamış hidrokarbonlar) elde edilir. Polipropilen’i temel alan termoplastikler günümüzde önemi ve kullanım popülaritesi olarak polietilen’i temel alan termoplastiklerin ardından ikinci sırada yer almaktadır.

Genel olarak propilen homo-polimeri isotaktik formda bulunurlar ve yüksek molekül ağırlığına sahip olan yarı kristal katılardır. Polipropilen direnç karşısında çatlama mukavemeti iyi darbe dayanıklılığı orta seviyededir ancak gerilme dayanıklılığı mükemmeldir. Yarı kristal yapısından dolayı doğal olarak sahip olduğu bu özellikler gıda ambalajlama endüstrisinde isotaktik formun en uygun plastik olmasını sağlar.

Bu malzemenin kendine has avantajı hafif olmasıdır. Ambalajlamada kullanılan plastikler içinde en hafif olanıdır. Genelde polipropilenin su buharı geçirgenliği ve su emiciliği, yüksek yoğunlukta polietilenden (HDPE) biraz daha düşüktür. İyi ısıl yapışma özellikli polipropilen film, HDPE’ye nazaran daha yüksek bir yumuşama noktasına sahiptir. Erime noktası PE’den çok daha yüksek olduğu için ısıl dayanıklılığı da daha fazladır. Ancak düşük ısılarda kolay kırılganlık eğilimi göstermektedir. 

Polipropilen’in Özellikleri;

• Yüksek ısıl şekillendirme dayanıklılığı

• Buharla sterilizasyon kabiliyeti

• İyi su buharı bariyeri

• İyi şeffaflıkta

• Ön işlem yapıldıktan sonra basılabilirlik

Bi-orientepolipropilen filme nazaran az kullanılan PP, PET’den daha sert ve kopma direnci daha yüksek olup daha şeffaftır. PP’den üretilen plastik ambalajların, bazı solventler dışındaki kimyasal maddelere direnci iyidir.

Ambalajda iki tür PP film kullanılır: Cast (CPP) ve orientepolipropilen (OPP)

Cast (gerdirilmemiş) Polipropilen (CPP)

Polipropilen film normalde soğutulmuş bir merdane içinde ekstruzyon yöntemi ile üretilmektedir. Bu yöntemle üretilen PP filmin adı Cast PP filmdir. Bu filmler hiç gerdirilmeden üretilirler ve iyi ısıl yapışma özelliklidirler.

Castpolipropilen filmler genel olarak üç veya beş tabakalı yapılar olarak üretilirler. Uygulama alanları poşet filmleri ve kenardan kaynaklı torbalar, gıda sargı filmleri, tekstil çantaları, şekerleme ambalajlarıdır. 

Oriented (gerdirilmiş) Polipropilen (OPP)

Çok geniş kullanım alanı olan termoplastik bir polimerdir. Monomerpropilenin polimer hale getirilmesi ile elde edilen polipropilen kimyasal solventlere (asit ve bazlar) karşı aşırı derecede dirençlidir.

OPP, Polipropilenin film halinde üretimi esnasında, tek yönde gerdirilmesiyle mekanik özelliklerinin değiştirilmesi amaçlanan bir üründür. Polipropilen homo-polimerleri OPP filmlerin üretiminde kullanılırlar.

OPP filmlerin üretiminde iki ana proses kullanılır. Bunlar yapı ve kabarcık prosesleridir. 

İki işlemle de ekstruderden geçirilmiş polimer mekanik olarak gerilir ve bu da polimer moleküllerinin bir araya gelmesini, makine yönünde (MD) ve bu yöne dik olarak (TD) işlenmesini sağlar. Bu işlemlerin (oriente) sonucunda polipropilenin şeffaflığında, sağlamlığında, neme karşı direnç ve düşük sıcaklık direnci özelliklerinde önemli gelişmeler olur. Sağlamlık özelliklerinin geliştirilmesi işlenmiş filmlerin daha ince olabilmesini sağlar.

Genellikle OPP baskılarda solvent bazlı mürekkepler kullanılmaktadır. OPP’nin yüzey tutuculuk gücü düşüktür, yüzey gerilimi beher cm2’de 29 dyne’dir. Bu, yüzeyde ön işlem yapılmadıkça ıslanma ve mürekkebin yüzeye tutunmasını (Test ASTM D 3359-87 veya DIN 53151) oldukça zorlaştırır. 

Mono-Oriented (tek yönlü gerdirilmiş) Polipropilen (MOPP) Özellikleri:

• Tek tarafı koronalı

• Şeffaf

• Kendinden yapışkanlı bant filmi

• Özellikle mukavemeti yüksek bantlar ve açma şeritleri için üretilen bir film

• Yağlara ve kimyasallara dayanıklılık 

Bi-Oriented (çift yönlü gerdirilmiş) Polipropilen (BOPP)

Çift yönlü gerdirilmiş PP filme, BOPP adı verilir. BOPP filmler propilen monomerinin polimerizasyonu ile elde edilen polipropilen zincirlerinin çift yönlü gerdirilmesi sonucu oluşur. Polipropilen film, polietilen gibi baz reçinenin çeşitli katkı maddeleri ile takviye edilmesinden sonra ekstruderden çekilir. Elde edilen film kullanım özelliklerinin arttırılması amacıyla çeşitli fırın sıcaklıklarında enine ve boyuna (balon) belli kademelerde 1:6 ile 1:8 oranında gerdirilerek oriented polipropilen (BOPP) elde edilir.

Bu işlem sonucunda filmin;

• Optik özellikleri artar

• Sertlik özelliği artar

• Çeşitli gazlara karşı ve nem geçirgenliği azalır

• Isı dayanımı artar

• Gerilme mukavemeti artar

PP, boyuna ve enine gerdirilerek mekanik özellikleri arttırılarak daha dayanıklı bir yapıya kavuşturulur. BOPP, PE’den daha serttir, gerilme dayanıklılığı daha da yüksektir ve daha transparandır. Su buharı, yağ, gaz, kokuya karşı bariyer özelliği LDPE 'den daha iyidir. BOPP, 150°C’ye kadar ısıya dayanıklıdır, ancak düşük ısılarda kırılganlaşır. Yoğunluğu 0,91 g/cm3’tür. BOPP, fleksibıl ambalaj üretimlerinde başka malzemelerle birlikte kullanılır, lamine edilir veya koekstrüde edilebilir.

Bu folyolarla, kitap ciltleri, kitap sırtları, posterler, broşürler, magazin kapakları, kaliteli taşıma çantaları, körüklü kutular vs. gibi ürünler lamine edilir (kitap konusunda eğilim daha çok mat laminasyon yönündedir, çünkü burada kısmi laklama yapılabildiği için sonraki işlemlerde özel efektler elde edilebilmektedir). 

Parlak, mat, yarı mat, çift taraflı akrile kaplanmış, metalik, beyaz, renkli ve desenli olarak üretilen BOPP folyoların ambalajlama makineleriyle uyumu son derece iyidir, kullanımı çok rahattır. Bu tür filmlerin kullanım alanları, peynir, salam, pişirilmiş hazır yemekler ve özellikle çikolata, gofret, bisküvi, şekerleme ve patates cipsleri gibi nem ve oksijene karşı duyarlı olan yiyecek ambalajlarıdır. Ayrıca bu filmler alışveriş poşetleri, gömlek poşetleri, koli ve kırtasiye bantlarında da kullanılmaktadır. Isıl yapıştırmalarda meydana gelen orientasyon kaybından dolayı çift yönlü oriente polipropilenin (BOPP) ısıl yapışması zordur. 

Çeşitleri

a) Şeffaf

b) Opak

c) Metalize (Gün ışığını geçirmez. Su buharı geçirgenliği düşük olduğu için yiyeceklerin erken bayatlamasını engeller)

d) Kaplamalı (PVDC       ve          akrilik)

              yağ geçirmez        koku geçirmez

BOPP filmlerin depolanmasında dikkat edilmesi gereken hususlar

1. Stok bölgesinde, palet ve bobinlerin direkt ısı kaynaklarına, ısıtıcılara yakın direkt güneş ışığı görmeyen bölümlerde saklanmalıdır.

2. “İlk gelen ilk kullanılır” kuralına mutlaka uyulmalıdır.

3. Kullanım öncesi BOPP bobinler, kullanım bölgesine önceden getirilmeli ve bobin sıcaklığının ortam sıcaklığına gelmesi sağlanmalıdır. Çok soğuk kış mevsiminde bu süre en az 24 saat olmalıdır.

4. Stok ortam sıcaklığı 30C’yi geçmemelidir. Film tipine bağlı olarak aşırı sıcaklık / nem ortamı, katkı maddelerinin aşırı migrasyonu ve film yüzeyine çıkması aşağıda belirtilen hatalara yol açabilir:

• Korona seviyesi düşer.

• Yüzey; baskı ve tutkal tutamaz hale gelir, adezyon azalır.

• Sürtünme katsayısı azalır ve aşırı kayma nedeni ile filmin makinede kontrolü güçleşir.

• Pusluluk artar.

• Parlaklık azalır.

• Katkı maddelerinin aşırı migrasyonu ile bobin iç katlarında ve ayrıca ortam nemi nedeni ile bobin kenarlarında bloklaşma gözlenir. Bloklaşma ise kullanım anında bobinde kopmalara neden olur.

5. BOPP film bobinleri hiçbir zaman neme maruz bırakılmamalıdır.

Poliamid (PA)

Poliamid filmler veya naylonlar polimer zincirinin tekrarlanan bölümü olarak amid grubu içeren kondenzasyon yolu ile sentezlenmiş lineer, termoplastik polimerlerdir. Bunlar genellikle berraktırlar ve ısıyla şekillendirilebilirler. Güçlüdürler ve geniş bir sıcaklık aralığında sağlam kalırlar.

Poliamidlerin molekülleri arasındaki kuvvetler güçlüdür. Bu kuvvetler kristal yapı ile birleşince ortaya erime noktası yüksek, katı termoplastik malzemeler çıkar (örneğin, Naylon 6,6’nın erime noktası 269°C’dir).

Naylonlar geleneksel ekstrüzyon prosesi ile işlenebilirler. Bu filmler cast film veya şişirme yöntemi ile üretilebilir. Film üretimi sırasında, elde edilen kristallik derecesi soğutma sıcaklığına ve hızına bağlı olarak değişebilir. Soğutma hızı artınca, daha az kristalli bir naylon elde edilir çünkü polimerin kristal oluşturacak zamanı olmaz. Kristallikteki azalma ile daha şeffaf ve ısıyla daha kolay şekillendirilebilen bir film elde edilir. Naylon filmlerin çift yönde gerdirilmesiyle yırtılmaya daha dirençli, iyi mekanik özellikler ve bariyer özellikleri elde edilir.

Isıyla şekillendirilen (termoform) poliamidler tek kullanımlık ilaç ambalajlarında ve et ve peynir gibi ürün ambalajlarında da kullanılırlar. Sert yapılı bu filmlerin diğer ambalajlama filmlerinde olmayan ilginç özellikleri mevcuttur. Yağ ve ısı dayanıklılığı yüksek (-50 / +150 ˚C) olan poliamid filmin nem bariyer özelliği iyi değildir. Bu nedenle genellikle neme dirençli plastik filmlerle birlikte (Örne¬ğin; dilimlenmiş et ve peynir ürünlerinin ambalajında PE ile birlikte) kullanılırlar.

Poliamidler diğer plastik hammaddelerle koekstrüzyon prosesi ile birleştirilirler. Poliolefinler koekstrüzyon süreçlerinde sızdırmazlık ve nemi engelleme özelliği sağlamaya ve maliyeti azaltmaya yarar. Naylon katman içeren çok katlı filmler işlenmiş etlerin vakumla ambalajlanmasında kullanılır. Bu filmler, oksijen ve koku bariyeri, bükülme ve darbelere karşı esnek olma özellikleri ile dilimlenmiş et ürünleri, taze et, peynir gibi gıdaların ambalajlanmasında yaygın olarak PE, PVDC, HVA gibi polimerlerle lamine ve koekstrüde edilerek kullanılır.

Bu filmlerin çok iyi mekanik ve ısı direnç özellikleri vardır. Sürtünme, patlama, yırtılma ve aşınmaya karşı iyi direnç gösterirler. Erime noktası 250°C’ye kadar olan çeşitli tipleri mevcuttur. 

Poliamid filmlerin ilginç özelliklerinden biri, organik buharlara kar¬şı düşük geçirgenliğidir. Lezzetin kaybolmasına veya içinde bulunduğu ortamdan değişik tatlar karışmasına tolerans gösterilmeyen ambalaj uy¬gulamalarında bu faktör çok önemlidir.

İnce bir poliamid filmi elde etmek zor bir teknik gerektirdiğinden genellikle bu filmlerin ısıyı içeride koruma özelliklerini geliştirmek için ve bünyesine kuvvetli bir şekilde statik elektrik toplanmasına bağlı baskı yapılmasındaki güçlük nedeniyle çeşitli kalınlıklarda polietilen (PE) ile lamine edilirler. Bu lamine edilmiş filmin poliamid tarafına baskı yapılabilirken polietilen tarafı ile de ısıl yapışma sağlanır. Ayrıca, Poliamid üzerine PVDC kaplama yapılarak gazı engelleme özellikleri iyileştirilebilir. PA ile ayrıca karton üzerine ekstrüzyonla kaplama yapılarak ağır hizmet kartonu elde edilir.

Poliamid filmlerin oriente edilmemiş, tek yönlü ve çift eksenli oriente edilmiş, kaplanmış veya kaplanmamış ve ısıyla sabitleştir¬me derecelerinde değişik özelliklere sahip çeşitleri mevcuttur.

Etilen Vinil Alkol (EVOH)

EVOH neme duyarlı bir polimerdir. Suyun varlığı malzemenin oksijeni engelleme gücünü zayıflatır. Bu nedenle, EVOH ambalaj yapılarında genellikle poliolefinlerle veya su buharını engelleyen diğer polimerlerle çevrelenmiş koekstrüzyon içinde kalmış, bir iç katman olarak ambalaja dâhil edilir. Bu yapılarda EVOH ile poliolefin arasında bulunan yapışkan katman veya bağ katmanı EVOH ile poliolefinin birbirine yeterince yapışmasını sağlar.

Tablo 5. EVOH için proses ve ambalaj uygulama alanları

Etilen vinil alkol (EVOH) etilen vinil asetat kopolimerinin kontrollü hidrolizi ile üretilir. Polar özelliği güçlü olan OH grupları, moleküllerin arasındaki kuvvetleri arttırırken; etilen grupları moleküler hareketliliği sağlar. Polimerde rastgele dağılmış etilen ve vinil alkol birimleri vardır. Etilenin vinil alkole oranı son ürünün özelliklerini belirler. En düşük etilen veya en yüksek vinil alkol içeriği kullanılarak çok güçlü bariyer özellikleri elde edilebilir. Öte yandan en yüksek etilen içeriği veya en düşük vinil alkol içeriği esnekliği arttırır. 

Üreticiler kendi ihtiyaçlarına uygun etilen/vinil oranını bulmak için istenen işlenme özelliklerine karar vermelidir.

Tablo 6. Bazı EVOH kopolimerlerinin özellikleri

Polivinil Klorür (PVC) 

PVC vinil asetat ve vinil klorür monomerlerinin polimerizasyonundan elde edilir. İki değişik monemerin karışımından meydana gelmesi nedeniyle nem, gaz, asit, alkali, yağ, korozyon ve diğer kimyasallara dayanımları iyidir. Dayanıklılık ve fleksibılite gibi çok çeşitli özellikleri vardır.

Polivinil klorür film plastikleştirici ve ekstruderden çekilerek sert ve yumuşak olarak iki şekilde hazırlanır. Çeşitli filmlerle lamine edilebilen PVC son derece transparan, elastik ve termoplastik bir yapıya sahiptir.

PVC’nin ana üretim yöntemi kalenderleme yöntemidir, ayrıca vinil filmler ekstruzyon veya üfürme yöntemi ile de üretilebilmektedirler. Baskıda kullanılan vinil filmler spesifik uygulamalara göre dizayn edilmektedirler. Üreticiler, PVC reçinesi ile plastifiye ediciler ve diğer katkı maddelerinin kombinasyonu suretiyle, bir vinil filmin niteliklerini önemli şekilde değiştirebilmektedirler. Amaca uygun ve fleksibıl olmaktan rijidite sağlamlığını takviye etmeye ve kristal şeffaflıktan opak renklere kadar tipik varyasyonları bulunmaktadır. Vinil filmler ısıl yapışabilmekte ve donuk mat veya parlatılmış yüzeye sahip olabilmektedirler.

Tablo 7.PVC filmlerin avantaj ve dezavantajları

PVC düşük bir oksijen geçirgenliğine sahiptir, ancak su buharına karşı LDPE den daha fazla geçirgendir. Diğer taraftan yağlara karşı yüksek seviyede bir dayanıklılığı vardır. Buna önemli yağlar dâhil bulunmaktadır ve bu nedenle PVC, örneğin balık gibi yüksek seviyede yağ içeren ve kuvvetli koku ve tada sahip gıda prosesleri için uygun bir malzemedir. Buna karşılık PVC, moleküllerdeki klor çıkışı nedeni ile ABD ve Avrupa’da sağlık kurallarına uygunluk bakımından gıda maddelerinin ambalajı için giderek azalan bir popülariteye sahiptir. Zira PVC film bünyesinde serbest vinil klorür monomer iyonları kalabildiğinden gıda sektöründe kullanılması sakıncalıdır. 

Bisküvi, şeker, makarna ve kuruyemiş ambalajlarında sert PVC filmler tercih edilir. Ayrıca bu filmler alkali dayanıklılıkları nedeniyle sabun ambalajında da kullanılırlar.

Tablo 8.PVC türleri ve kullanım alanları

Yüzey gerilimleri nedeniyle korona gerektirmeyen basılabilir özellikteki PVC filmlerin en önemli problemi “statik elektrik” tutmasıdır. Bu durumda baskı makinesinde çalışmak güçleşir. Filmin üzerindeki statik yükü alabilmek için geçirgen hale getirilmesi gerekir. Bu da lak uygulamaları ile mümkündür.

Poliviniliden Klorür (PVDC)

Poliviniliden klorür (PVDC) şeffaf ve neredeyse renksiz bir polimerdir. PVDC doğrudan etilenden veya klordan elde edilebilir veya alkali işlemiyle hidrojen klorür giderilerek vinil klorürün tekrar klorlanmasıyla elde edilebilir. Süspansiyon veya emülsiyon prosesleri ile polimerleşebilir. Ticari ismi Saran’dır. Kimyasal formülü CH2=CCl2,  polimerin tekrarlayan birimi ise -[CH2-CCl2-] dir.

Genellikle vinil klorür ile kopolimerize olarak temin edilir. Kopolimerler viniliden klorür (VCD) ve vinil klorür, metil akrilat ve vinil nitrat gibi komonomerlerden oluşmaktadır.

PVDC’nin su bu¬harı, oksijen ve karbondioksit geçirgenliği bütün diğer plastik filmlerden çok daha iyi engelleyicidir. Yüksek bariyer yeteneği ve kimyasal maddelere karşı dayanıklılığından dolayı bu filmler, özellikle gıda ambalaj uygulamalarında, ilaç, yağ, kozmetik ve saç bakım ürünlerinin am¬balajlarında tercih edilir. % 10 - 20 oranında PVDC kopolimer içeren yapılar büzülebilen film uygulamalarında kullanılırken; ısıyla şekillendirme-termoform uygulamalarında bariyer malzemesi olarak da kullanılmaktadırlar. 

Yüksek bariyerli laminasyon tipleri arasında bir PVDC filmin nem bariyeri, beş kat daha iyi oksijen direnci, hemen hemen on kat üs¬tündür. Ancak ekstruzyona uygun olmadığı için, ambalajda kullanılan diğer plastik filmlerin (örneğin OPP ve PET) engelleyici özelliklerini iyileştiren bir kaplama olarak kullanılır. Yapıştırıcı laminasyonları, ortada bariyer katı olarak PVDC ve yüzey tabakalarında kâğıt, polyester, polipropilen ve polietilenden oluşan ısıyla kapanabilen tabakalar veya soğuk yapıştırıcı kaplamaları kullanı¬larak elde edilir.

Vinil asetat içeren akışkan EVA kopolimerleri kullanılarak PVDC filmi birçok yüzeye ekstrüde-lamine etmek mümkündür. Hem laminasyon işlemi, hem de kullanım sırasındaki boyutsal dengeyi korumak için laminasyon özellikli PVDC genellikle gerdiri¬lerek stabilize edilir. Alt tabakaya yapılan laminasyonlarda çözücü bazlı ve ısı ile aktif olan yapıştırıcı sistemleri kullanılabilir. PVDC filmlerin, yüksek bir yapışma yeteneği ve parlaklığı olduğundan bunlar peynir ambalajındaki sıkı paketlerde kullanılır. 

PVDC filmlere hem flekso hem de tifdruk sistemi ile baskı yapı¬labilir; ancak dokunun gerginliği sürekli korunmalıdır. Ge¬nelde baskı için solvent bazlı mürekkepler kullanılır. Kullanılan solventler ise; etil al¬kol ve düşük asetat esterlerinin bileşimlerini içerir. 

Polietilen Tereftalat (PET)

PET filmler birçok değişik özelliği olan çok yönlü bir polimerdir. Kimyasal açıdan PET, bir taraftan diolden üretilen polimerin yoğunlaşması diğer taraftan ise dikarboksilik asit, dimetil veya dietil ester türevidir. PET, berrak kolay şekillendirilebilir ve güçlüdür. 

Polietilen tereftalat filmlerin gaz geçirgenlik oranı düşüktür, su buharı geçirgenlik oranı ise düşük yoğunlukta polietilene (LDPE) nazaran önemsenmeyecek düzeyde daha yüksektir. Ambalaj sanayinde her geçen gün daha fazla rağbet görmekte olan PET filmler diğer malzemelerle kaplanarak, kaplandığı malzemenin bariyer özelliğinin arttırılmasında kullanılır. 

Diğer kullanım alanları:

a. Kahve (Koku geçirgenliği düşük olması nedeniyle)

b. Çay

c. Dondurulmuş gıda

d. Kuruyemiş

e. Baharat

f. Steril torba

g. Sabun ambalajları

PET üst yüzey geriliminden dolayı sonraki işlemler için  (folyoya sıcak kabartma, lamine edilmiş tabakaya baskı – metalize PET folyoda özel efektlerin elde edilmesi, vs.)  çok elverişli bir filmdir. 

PET filmler hem son derece sağlam hem de cama benzer bir parlaklık ve saydamlık sergiler. Polyester reçinesinden elde edilen bir film, çok geniş bir ısı yelpazesinde dayanıklılığını mükemmel korumasıyla tanımlanır. Yüksek transparanlığa sahip polyester filmler ekstruderden iki eksenli olarak çekilip enine ve boyuna oriente edilirler. Bu nedenle mekanik direnci oldukça yüksektir. 300°C’ye kadar ısıya dayanıklıdır. İyi bükülme özelliğine sahiptir. İki eksenli oriente olduğu için koku ve yağa karşı kusursuz bariyer özelliği gösterirler. Yoğunluğu 1,4 g/cm3’tür. Organik eriyiklere direnci de oldukça iyidir. Isıl olarak yapışma özelliği düşüktür, bu nedenle PE ile lamine edilerek kullanılır.

PET filmlerinde BOPP gibi son yıllarda kullanımları artmıştır. Bu filmlerin diğer filmlere oranla birçok avantajı mevcuttur.

Tablo 9.PET filmlerin avantaj ve dezavantajları

Plastikleştirici içermeyen Polyester filmin her iki yüzü de 36-38 dyne/cm gerilim göstermesine rağmen film imalatçısı tarafından belirtilen yüzüne baskı yapılmalıdır.

PET filmin en önemli dayanıklılığı kimyasal inertliği (ataleti)’dir. Solvent ve suya karşı dayanıklı oluşu nedeni ile baskı yapmak ve kaplamak için oldukça serttir. Üreticiler, bu sorunu ısıl ve mekanik özelliklere mani olmadan yüzey kimyasalını değiştirerek çözmektedirler. PET filmlerde bu değişimleri yapmak diğer bazı substratlarda olduğu gibi o kadar kolay değildir. Baskı sürecinde ıslatmanın sağlanması için bu filmler korona ön işlemine tabi tutulmalıdırlar. 

Selofan

İlk Fleksibıl film selofan olup, kaplanmamış selofan dirençli, transparan, yağ geçirmez ve higroskopiktir. Üretim süreci “odun” ile başlar. Odundan elde edilen “selüloz” kimyasallarla reaksiyon sonucu “selüloz hidrat” haline getirilerek film şeklinde preslenir. Bu durumdaki film sıvılara karşı hassastır. Ambalaj sanayi’nde kullanmak için her iki yüzeyi film halinde çeşitli laklarla (nitroselüloz veya PVCD) kaplanarak, sıvılara ve neme dayanıklı hale getirilir. Su buharı ve diğer gazları geçirgenlik önemli ölçüde azalır.

Selofan ısıl yapışabilme özelliği zayıf olması nedeniyle plastik filmlerle kaplama uygulamalarında özellikle polivinilden önce klorür kopolimeri ile kullanılır. Polimer ile kaplanmış selofan mineral yağlara karşı dirençlidir.

En eski film tiplerinden biri olan selofan piyasada üç tipte bulunur.

a) Selofan P (Yalın halde)

b) Selofan MS, DMS (Nitroselüloz kaplıdır, koku geçirme özelliği düşüktür)

c) Selofan XS (PVDC lak kaplamalıdır, yağ ve su geçirgenliği düşüktür)

Selofan filmin baskısında dikkat edilecek en önemli konu baskı anında film sıcaklığının 80-90°C olması gerekliliğidir. Zira mürekkep ancak bu sıcaklıklarda film yüzeyinde iyi bir yapışma ve adezyon sağlamaktadır. Çoğunlukla çift büküm şekerleme ambalajı olarak kullanılan selofan film baskı sonrası laminasyonda da kullanılmaktadır. En fazla tercih edilen laminasyon PE ile yapılanıdır.

Kaynaklar

1. Aydemir, C, Özakhun, C(2014) Matbaa Malzeme Bilimi, ISBN: 978-975-400-314-7, Marmara Üniversitesi Yayını, İstanbul-Türkiye.

2. Ashley RJ (1985) Permeabilityand plastics packaging. In: Comyn J (ed) Polymerpermeability. Elsevier, New York, pp.269–308.

3. Bastioli C (2005) Handbook of biodegradable polymers. Toronto-Scarborough, Ontario, Chemical Technology Publishing, Canada, pp. 533,

4. Benning CJ (1983) Plastic films for packaging. Technomicpubl. Co.,Lancaster, PA, pp. 181.

5. Thompson, B(2004) Printing Materials: Science and Technology 2nd edition, ISBN 1-85802-981-3, Pira International Ltd.,United Kingdom.

6. Understanding Plastic Film: Its Uses, Benefits and Waste Management Options, (1996) Prepared for the American Plastics Councilby Headley Pratt Consulting, December USA.

7. Del Nobile ME, Licciardello F, Scrocco C, Muratore G, Zappa M (2007) Design of plastic packages for minimally processed fruits. J FoodEng 79, pp.217–224

8. Hoppe, E(2009) Flexible Packaging: Innovations and Developments, University of Wisconsin‐Stout,Italy.

9. Bary, E. Abdel (2003) Handbook of Plastic Films, ISBN-13:  978-1859573389, Rapra Technology Ltd.,Shrewsbury, Shropshri, SY4 4NR,United Kingdom.

Doç. Dr. Cem Aydemir

Marmara Üniversitesi,

Uygulamalı Bilimler

Yüksekokulu,

Basım Teknolojileri Bölümü,

cemaydemir@marmara.edu.tr