Какви са разликите в процеса на използване на машина за ламиниране без разтворители за ламиниране на различни материали?

Технологията за ламиниране без -разтворители, като основна технология на съвременните гъвкави опаковки, заема доминираща позиция в производството на опаковки за хранителни продукти, лекарства и ежедневна химическа промишленост, със своите предимства на нулеви емисии на разтворители, висока производствена ефективност и отлично качество на ламиниране. Въпреки това, физичните и химичните свойства на различните материали са много различни, така че в процеса на ламиниране без разтворители трябва да се направят целенасочени корекции в ключови аспекти като параметри на покритието, контрол на напрежението и условия на втвърдяване. В тази статия технологичните разлики на композитни машини без-разтворители в различни материали се обсъждат систематично от три аспекта: класификация на свойствата на материала, оптимизиране на параметрите на процеса и решаване на типични проблеми.
1.Принципи за класификация на материалните характеристики и адаптация на процеса
Съществува широк набор от материали, подходящи за процеси на ламиниране без разтворители, включително пластмаси (напр. BOPP, PET, NY, PE, CPP), метални фолиа (алуминиево фолио), хартиени -основни субстрати и материали за покритие (напр. VMPET, VMCPP). В зависимост от разликите в тяхната производителност, тези материали могат да бъдат класифицирани в три широки категории:
Твърди субстрати: включително PET, BOPP, NY, VMPET, тези материали имат висок модул, ниско удължение, чувствителност към колебания на напрежението и трябва да бъдат строго контролирани в процеса на ламиниране.
Гъвкави субстрати: като PE, полипропилен, CPP и др., които имат голямо удължение и ниска повърхностна енергия и са склонни към набръчкване или тунелиране поради неравномерно напрежение.
Специални субстрати: Алуминиевото фолио е тънко и крехко, което изисква ламиниране с ниско-опън; Хартиеният субстрат е силно абсорбиращ и изисква контрол на влажността на околната среда, за да се избегнат промени в размера.
Основният принцип на адаптиране на процеса е „базиран на твърд материал, допълващ се гъвкав материал“. По-конкретно, твърдите материали често се използват като първичен субстрат за развиване и тяхното напрежение е зададено по-високо от това на гъвкавите материали, за да се осигури стабилност по време на процеса на ламиниране. Гъвкавите материали, като вторични развиващи се субстрати, изискват устройства за компенсиране на напрежението, за да компенсират разликите в удължението им. Например, в PET/PE ламинирана структура, PET напрежението обикновено се настройва между 7-15N, докато PE напрежението се контролира между 1,5-2,5N, за да се предотврати преразтягането на PE слоя и причиняването на навиване на ламинираното фолио.
2. Диференциран контрол на основните параметри на процеса
2.1 Контрол на теглото на покритието
Теглото на покритието е основният параметър на ламинирането без разтворители, което пряко влияе върху здравината на ламинирането, цената и качеството на външния вид. За различните комбинации от материали изискванията за тегло на покритието варират значително:
Леки опаковъчни структури (напр. BOPP/CPP): теглото на покритието е между 1,2 g/m2 и 1,2 до 1,8 g/m2 за намаляване на разходите за адхезия.
Тежки или високотемпературни дестилационни опаковъчни структури (напр. PET/AL/CPP): теглото на покритието трябва да се увеличи до 2,5-3,5 g/m2, за да се осигури якост на отлепване при високи температури.
Ламиниране с метализиран филм (напр. VMPET/PE): трябва да се използват специални лепила и да се контролира теглото на покритието 1,5-2,2 g/m2, за да се предотврати прехвърлянето на метал.
Теглото на покритието се регулира чрез измерване на разстоянието между ролките и тяхното съотношение на скоростта. Например, теглото на покритието от 1,5 g / m2 може да бъде постигнато чрез регулиране на разстоянието на измервателната ролка до 80 μm и настройка на съотношението на скоростта на въртене на 1: 1,2. В допълнение, теглото на покритието на отпечатаните и неотпечатаните филми трябва да бъде зададено по различен начин: тъй като слоят мастило върху отпечатаните филми абсорбира част от лепилото, теглото на покритието трябва да се увеличи с 0,3-0,5 g/m2, за да се компенсират загубите при проникване.
2.2 Система за контрол на напрежението
Контролът на напрежението е труден проблем при ламинирането без разтворители и неговата точност пряко влияе върху плоскостта и якостта на отлепване на композитния филм. стратегиите за контрол на напрежението за различни комбинации от материали са както следва:
Пластмасово-към-пластмасово ламиниране (напр. BOPP/PE): Използва се сегментиран контрол на напрежението, първичното напрежение при развиване е малко по-високо от напрежението след-освобождаване на покритието, а напрежението на бобината е конусовидно намаление (конус По-малко или равно на 20%), за да се предотврати набръчкване на сърцевината.
Хартиени-пластмасови композитни мембрани: Хартиено-пластмасовите композитни мембрани са чувствителни към влажност и изискват производство при влажност на околната среда, по-малка или равна на 60%. ниско{4}}напрежение на хартия за ламиниране По-малко или равно на 3 N/m) избягвайте промени в размера и мехурчета поради абсорбиране на влага.
Ламиниране с алуминиево фолио: Алуминиевото фолио е много тънко (обикновено 7-9 μm) и изисква развиване с ниско напрежение (опън По-малко или равно на 1,5 N/m) и високопрецизна водеща ролка (грешка на успоредността По-малка или равна на 0,05 mm), за да се предотврати счупване или набръчкване.
Мониторингът-в реално време и регулирането на контрола на напрежението са от съществено значение. Едно предприятие инсталира сензори за опън в ламинарния участък и ги комбинира със система за управление на затворен -контур, за да ограничи колебанията на опън до ± 0,5N, като значително увеличи плоскостта на ламинарния филм.
2.3 Оптимизиране на процеса на втвърдяване
Втвърдяването на лепилата без разтворители-без разтворители е процес на химично кръстосано-свързване и контролът на температурата и времето изисква да се регулира според свойствата на материала:
За общи опаковки (напр. BOPP/CPP): температура на втвърдяване 35-40 градуса за 24 часа, отговарящи на нормалните изисквания за якост на отлепване.
Високо{0}}температурни дестилационни контейнери (напр. PET/AL/CPP): Трябва да се използват бързовтвърдяващи се лепила, като температурите на втвърдяване се повишават до 45-50 градуса и времето се съкращава до 12 часа, за да се предотврати размекването на адхезивния слой при високи температури.
Ламиниране с метализиран филм: Необходими са ниски температури (по-малки или равни на 30 градуса) по време на началния етап на втвърдяване, за да се предотврати падането на металния слой поради термично разширение; температурите постепенно се повишават до 40 градуса по време на междинната фаза, за да се улеснят реакциите на кръстосано-свързване.
Контролът на влажността в консервационна среда също е от съществено значение. Едно-компонентните лепила разчитат на влагата във въздуха, за да се втвърдят. Ако влажността на околната среда е по-ниска от 40%, трябва да се използва спрей за рехидратиране; дву-компонентните лепила изискват строг контрол на влажността (40-60%), за да се предотврати начупването на лепилния слой поради абсорбиране на влага.
3. Обработка на казуси за типични комбинации от материали
3.1 Структура на опаковката на реторта от PET/AL/CPP
Структурата трябва да може да издържа на висока-температура при 121 градуса в продължение на 30 минути, което поставя високи изисквания към устойчивостта на топлина и теглото на покритието на лепилото. Акцентите на оптимизацията на процесите включват:
Избор на лепило: Дву{0}}компонентните полиуретанови лепила имат предимствата на висока плътност на омрежване и отлична устойчивост на топлина.
Контрол на теглото на покритието: 2,8 g/m2 за слоя PET/AL и 3,0 g/m2 за слоя AL/CPP, осигурявайки междуслойна адхезия при високи температури.
Процес на втвърдяване: Втвърдяването се извършва на етапи: 4 часа при 35 градуса за 4 втвърдяване, 8 часа при 45 градуса за 8 втвърдяване и 12 часа при 50 градуса за 12 втвърдяване, за да се избегне чупливост на адхезивния слой.
Контрол на напрежението: 12N за PET, 12N за фолио и 2.0N за CPP за предотвратяване на счупване на фолио или разтягане на CPP.
3.2 VMPET/PE метална ламинираща структура
Ламинирането с метализирано фолио е предразположено към проблеми като прехвърляне на метален слой и бели петна, които изискват целеви корекции на процеса:
Избор на лепило: метализираните филми използват специално лепило, разпределението на молекулното тегло е тясно и адхезията с металния слой е силна.
Контрол на теглото на покритието: теглото на покритието се контролира 1,8-2,2 g/m2, за да се избегне загубата на отделяне на металния слой поради неадекватна адхезия.
Ламиниране: Налягането на валяка за ламинат се увеличава до 0,4 MPa, за да се улесни проникването на лепилото в порьозността на металния слой.
2. Контрол на околната среда: влажността на производствената среда се поддържа на 50%, за да се предотврати окисляването на металния слой.
3.3 Субстрат-на основата на хартия и ламинираща структура от пластмасов филм
Хартиено-пластмасовото ламиниране трябва да реши проблемите с деформацията на хартията при абсорбиране на влага и проникването на лепило:
Предварителна -обработка: Хартията трябва да бъде обработена с корона (повърхностно напрежение по-голямо или равно на 38 mN/m) със съдържание на влага под или равно на 8%.
Избор на лепило: използвайки еднокомпонентно овлажняващо лепило, скоростта му на втвърдяване може да се съпостави със скоростта на абсорбиране на влага от хартията.
Контрол на теглото на покритието: Теглото на покритието е между 2,0 и 2.5 2.0-2.5 g/m2, за да се компенсира абсорбцията на лепилото от порите на хартията.
Контрол на напрежението: напрежение на хартията По-малко или равно на 3 По-малко или равно на 3 N/m, ламиниране с ниско-напрежение, бавно производство (скорост на линията По-малко или равно на 150 m/min), за да се избегне счупване на хартията.
4. Тенденции за оптимизиране на процеси и бъдещи перспективи
С напредъка в науката за материалите и технологията на оборудването процесите на ламиниране без разтворители се насочват към по-ефективни, интелигентни и функционални процеси:
Свръх{0}}високо{1}}скоростно ламиниране: Скоростта на линията на устройството е увеличена от 400m/min на 800m/min, което налага високопрецизен контрол на напрежението и бързо втвърдяващо се лепило.
Интелигентен контрол: Онлайн системи за откриване, базирани на машинно зрение, могат да наблюдават теглото, напрежението и качеството на ламината на покритията в реално време, използвайки алгоритми с изкуствен интелект и автоматично да коригират параметрите на процеса.
Функционализирано ламиниране: Разработване на специализирани лепила и интегрирани процеси на ламиниране за разградими материали като PLA, включващи висока бариера, антибактериални и интелигентни функции за етикетиране.
Предизвикателство при разработването: За да се изпълнят изискванията за ламиниране на ултратънки филми с дебелина под 8 микрона, прецизността на покриващия модул и системите за контрол на напрежението трябва да бъдат оптимизирани, за да се предотврати счупване на филма.
V. Заключение:
Машините за ламиниране без разтворители изискват оптимизиране на теглото на покритието, контрола на напрежението и процеса на втвърдяване според свойствата на различните материали. Чрез точен контрол на параметрите на процеса и практическа проверка на типични случаи, стабилността на качеството и ефективността на производството на ламинати могат да бъдат значително подобрени. В бъдеще, с интегрирането на интелигентни технологии и функционални материали, процесите на ламиниране без разтворители ще играят по-голяма роля в областта на зелените опаковки.