Care sunt diferențele în procesul de utilizare a unei mașini de laminare fără solvenți pentru a lamina diferite materiale?

Tehnologia de laminare fără solvenți-, ca tehnologie principală a ambalajelor flexibile moderne, ocupă o poziție dominantă în producția de ambalaje pentru alimente, medicamente și industria chimică zilnică, cu avantajele sale de zero emisii de solvenți, eficiență ridicată a producției și calitate excelentă a laminării. Cu toate acestea, proprietățile fizice și chimice ale diferitelor materiale sunt foarte diferite, astfel încât în ​​procesul de laminare fără solvenți, trebuie făcute ajustări țintite în aspecte cheie, cum ar fi parametrii de acoperire, controlul tensiunii și condițiile de întărire. În această lucrare, diferențele tehnologice ale mașinii compozite fără solvenți-în diferite materiale sunt discutate sistematic din trei aspecte: clasificarea clasificării proprietăților materialelor, optimizarea parametrilor procesului și rezolvarea problemelor tipice.
1.Principii de clasificare a caracteristicilor materialelor și adaptarea procesului
Există o gamă largă de materiale potrivite pentru procesele de laminare fără solvenți, inclusiv materiale plastice (de exemplu, BOPP, PET, NY, PE, CPP), folii metalice (folie de aluminiu), substrat pe bază de hârtie-și materiale de acoperire (de exemplu, VMPET, VMCPP). În funcție de diferențele de performanță, aceste materiale pot fi clasificate în trei mari categorii:
Substraturi rigide: inclusiv PET, BOPP, NY, VMPET, aceste materiale au modul mare, alungire redusă, sensibilitate la fluctuațiile de tensiune și trebuie controlate strict în procesul de laminare.
Substraturi flexibile: cum ar fi PE, polipropilena, CPP etc., care au o alungire mare și o energie de suprafață scăzută și sunt predispuse la încrețire sau tunel din cauza tensiunii neuniforme.
Substraturi speciale: folia de aluminiu este subțire și fragilă, necesitând laminare cu tensiune redusă-; substratul de hârtie este foarte absorbant și necesită controlul umidității ambientale pentru a evita schimbările de dimensiune.
Principiul de bază al adaptării procesului este „material rigid, complementar material flexibil”. Mai exact, materialele rigide sunt adesea folosite ca substrat de desfășurare primară, iar tensiunea lor este stabilită mai mare decât cea a materialelor flexibile pentru a asigura stabilitatea în timpul procesului de laminare. Materialele flexibile, ca substraturi de desfășurare secundară, necesită dispozitive de compensare a tensiunii pentru a compensa diferențele lor de alungire. De exemplu, într-o structură laminată PET/PE, tensiunea PET este de obicei stabilită între 7-15N, în timp ce tensiunea PE este controlată între 1,5-2,5N pentru a preveni supraîntinderea stratului de PE și provocarea ondulației filmului laminat.
2. Control diferențiat al parametrilor cheie de proces
2.1 Controlul greutății acoperirii
Greutatea stratului de acoperire este parametrul de bază al laminării fără solvenți, care influențează direct rezistența laminării, costul și calitatea aspectului. Pentru diferite combinații de materiale, cerințele de greutate ale acoperirii variază foarte mult:
Structuri ușoare de ambalare (de exemplu BOPP/CPP): greutatea acoperirii este între 1,2 g/m2 și 1,2 până la 1,8 g/m2 pentru a reduce costurile de aderență.
Structuri de ambalare pentru distilare grea sau la temperaturi ridicate (de exemplu, PET/AL/CPP): greutatea acoperirii trebuie crescută la 2,5-3,5 g/m2 pentru a asigura rezistența la exfoliere la temperaturi ridicate.
Laminare cu peliculă metalizată (de ex. VMPET/PE): trebuie utilizați adezivi speciali și greutatea stratului de acoperire controlată 1,5-2,2 g/m2 pentru a preveni transferul de metal.
Greutatea acoperirii este ajustată prin măsurarea distanței dintre role și a raportului de viteză al acestora. De exemplu, greutatea acoperirii de 1,5 g / m2 poate fi atinsă prin ajustarea distanței rolei de măsurare la 80 μm și setarea raportului vitezei de rotație la 1: 1,2. În plus, greutatea stratului de acoperire a filmelor imprimate și neimprimate trebuie setată diferit: deoarece stratul de cerneală de pe filmele imprimate absoarbe o parte din adeziv, greutatea acoperirii trebuie mărită cu 0,3-0,5 g/m2 pentru a compensa pierderile de penetrare.
2.2 Sistem de control al tensiunii
Controlul tensiunii este o problemă dificilă în laminarea fără solvenți, iar acuratețea acesteia influențează direct planeitatea și rezistența la decojire a filmului compozit. Strategiile de control al tensiunii pentru diferite combinații de materiale sunt următoarele:
Laminare din plastic-la-plastic (de exemplu BOPP/PE): este utilizat controlul segmentat al tensiunii, tensiunea de derulare primară este puțin mai mare decât tensiunea de eliberare post-acoperire, iar tensiunea bobinei este o scădere conică (con Mai mic sau egal cu 20%) pentru a preveni încrețirea miezului.
Hârtie-membrane compozite din plastic: membranele din hârtie-compozite din plastic sunt sensibile la umiditate și necesită producție la umiditate ambientală Mai mică sau egală cu 60%. tensiune joasă-tensiune hârtie de laminare Mai mică sau egală cu 3 N/m) evitați modificările de dimensiune și bulele din cauza absorbției de umiditate.
Laminarea foliei de aluminiu: folia de aluminiu este foarte subțire (de obicei 7-9 μm) și necesită desfășurare la tensiune scăzută (tensiune mai mică sau egală cu 1,5 N/m) și rolă de ghidare de înaltă precizie (eroare de paralelism mai mică sau egală cu 0,05 mm) pentru a preveni ruperea sau încrețirea.
Monitorizarea-în timp real și reglarea controlului tensiunii sunt esențiale. O întreprindere a instalat senzori de tensiune în secțiunea laminară și i-a combinat cu un sistem de control în buclă închisă-pentru a limita fluctuațiile de tensiune la ± 0,5N, crescând semnificativ planeitatea filmului laminar.
2.3 Optimizarea procesului de întărire
Întărirea adezivilor fără solvenți-fără solvenți este un proces-chimic de reticulare, iar controlul temperaturii și al timpului trebuie ajustat în funcție de proprietățile materialului:
Pentru ambalaje generale (de exemplu BOPP/CPP): temperatura de întărire 35-40 de grade timp de 24 de ore, îndeplinind cerințele normale de rezistență la exfoliere.
Recipiente de distilare la-înaltă temperatură (de exemplu, PET/AL/CPP): trebuie utilizați adezivi cu întărire rapidă, cu temperaturi de întărire crescute la 45-50 de grade și timp scurtat la 12 ore, pentru a preveni înmuierea stratului de adeziv la temperaturi ridicate.
Laminarea filmului metalizat: Sunt necesare temperaturi scăzute (mai mici sau egale cu 30 de grade) în timpul etapei inițiale de întărire pentru a preveni căderea stratului de metal din cauza expansiunii termice; temperaturile cresc treptat până la 40 de grade în timpul fazei intermediare pentru a facilita reacțiile de-reticulare.
Controlul umidității într-un mediu de conservare este, de asemenea, esențial. Adezivii cu un singur-component se bazează pe umiditatea din aer pentru a se solidifica. Dacă umiditatea ambientală este mai mică de 40%, trebuie folosit un dispozitiv de pulverizare pentru rehidratare; adezivii cu două-componente necesită un control strict al umidității (40-60%) pentru a preveni ca stratul de adeziv să devină fragil din cauza absorbției umidității.
3. Studii de caz de proces ale combinațiilor de materiale tipice
3.1 Structura de ambalare a retortei PET/AL/CPP
Structura trebuie să poată fi retortă la temperatură înaltă-la 121 de grade timp de 30 de minute, ceea ce impune o cerere mare asupra rezistenței la căldură și a greutății de acoperire a adezivului. Repere ale optimizării procesului includ:
Selectarea adezivilor: adezivii poliuretanici cu două-componente au avantajele unei densități mari de reticulare și rezistență excelentă la căldură.
Controlul greutății acoperirii: 2,8 g/m2 pentru stratul PET/AL și 3,0 g/m2 pentru stratul AL/CPP, asigurând aderența interstratului la temperaturi ridicate.
Procesul de întărire: Întărirea se face în etape: 4 ore la 35 de grade pentru 4 întăriri, 8 ore la 45 de grade pentru 8 întăriri și 12 ore la 50 de grade pentru 12 întăriri pentru a evita fragilitatea stratului adeziv.
Controlul tensiunii: 12 N pentru PET, 12 N pentru folie și 2,0 N pentru CPP pentru a preveni ruperea foliei sau întinderea CPP.
3.2 Structură de laminare metalică VMPET/PE
Laminarea filmului metalizat este predispusă la probleme precum transferul stratului de metal și pete albe, care necesită ajustări specifice procesului:
Selecția adezivului: filmele metalizate folosesc adeziv special, distribuția greutății moleculare este îngustă, iar aderența cu stratul de metal este puternică.
Controlul greutății acoperirii: greutatea stratului de acoperire este controlată cu 1,8-2,2 g/m2 pentru a evita pierderea desprinderii stratului de metal din cauza aderenței inadecvate.
Laminare: Presiunea rolei laminate este crescută la 0,4 MPa pentru a facilita pătrunderea adezivului în porozitatea stratului de metal.
2. Controlul mediului: umiditatea mediului de producție este menținută la 50% pentru a preveni oxidarea stratului de metal.
3.3 Structura de laminare a substratului pe bază de hârtie-și film plastic
Hârtia-laminarea plasticului trebuie să rezolve problemele legate de deformarea absorbției de umiditate a hârtiei și de penetrarea adezivului:
Pre-tratament: hârtia trebuie să fie tratată corona (tensiune superficială mai mare sau egală cu 38 mN/m) cu un conținut de umiditate mai mic sau egal cu 8%.
Selectarea adezivului: folosind un adeziv hidratant monocomponent, viteza sa de întărire poate fi corelată cu rata de absorbție a umidității a hârtiei.
Controlul greutății acoperirii: greutatea stratului este între 2,0 și 2.5 2.0-2.5 g/m2 pentru a compensa absorbția adezivului de către porii hârtiei.
Controlul tensiunii: tensiunea hârtiei Mai mică sau egală cu 3 Mai mică sau egală cu 3 N/m, laminare cu tensiune joasă-, producție lentă (viteza liniei Mai mică sau egală cu 150 m/min) pentru a evita ruperea hârtiei.
4. Tendințele de optimizare a proceselor și perspectivele viitoare
Odată cu progresele în știința materialelor și tehnologia echipamentelor, procesele de laminare fără solvenți se îndreaptă către procese mai eficiente, inteligente și funcționale:
Laminare cu viteză ultra-înaltă-: viteza de linie a dispozitivului este crescută de la 400 m/min la 800 m/min, necesitând controlul tensiunii de mare precizie și adeziv cu întărire rapidă.
Control inteligent: Un sistem de detectare online bazat pe viziunea artificială poate monitoriza greutatea, tensiunea și calitatea laminatului acoperirilor în timp real folosind algoritmi de inteligență artificială și poate ajusta automat parametrii procesului.
Laminare funcționalizată: Dezvoltați adezivi specializați și procese integrate de laminare pentru materiale degradabile, cum ar fi PLA, care încorporează caracteristici de barieră ridicată, antibacteriene și etichetare inteligentă.
Provocare de elaborare: Pentru a îndeplini cerințele de laminare pentru filmele ultrasubțiri cu grosimea mai mică de 8 microni, precizia unității de acoperire și a sistemelor de control al tensiunii trebuie optimizate pentru a preveni ruperea filmului.
V. Concluzie:
Mașinile de laminare fără solvenți necesită optimizarea greutății acoperirii, controlul tensiunii și procesul de întărire în funcție de proprietățile diferitelor materiale. Prin controlul precis al parametrilor procesului și verificarea practică a cazurilor tipice, stabilitatea calității și eficiența producției laminatelor pot fi îmbunătățite semnificativ. În viitor, odată cu integrarea tehnologiei inteligente și a materialelor funcționale, procesele de laminare fără solvenți vor juca un rol mai important în domeniul ambalajelor ecologice.