Vilka är skillnaderna i processen att använda en lösningsmedelsfri lamineringsmaskin för att laminera olika material?

Lösningsmedelsfri -lamineringsteknik, som den vanliga tekniken för moderna flexibla förpackningar, har en dominerande ställning inom förpackningsproduktion av livsmedel, medicin och daglig kemisk industri, med fördelarna med noll lösningsmedelsutsläpp, hög produktionseffektivitet och utmärkt lamineringskvalitet. De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos olika material är dock mycket olika, så i processen med lösningsmedelsfri laminering måste riktade justeringar göras i nyckelaspekter som beläggningsparametrar, spänningskontroll och härdningsförhållanden. I den här artikeln diskuteras de tekniska skillnaderna mellan lösningsmedelsfria-kompositmaskiner i olika material systematiskt utifrån tre aspekter: klassificering av materialegenskapsklassificering, optimering av processparametrar och lösning av typiska problem.
1.Principer för klassificering av materialegenskaper och processanpassning
Det finns ett brett utbud av material som är lämpliga för lösningsmedelsfria lamineringsprocesser, inklusive plast (t.ex. BOPP, PET, NY, PE, CPP), metallfolier (aluminiumfolie), pappers-baserade substrat och beläggningsmaterial (t.ex. VMPET, VMCPP). Beroende på deras prestandaskillnader kan dessa material klassificeras i tre breda kategorier:
Styva substrat: inklusive PET, BOPP, NY, VMPET, dessa material har hög modul, låg töjning, känslighet för spänningsfluktuationer och måste kontrolleras strikt under lamineringsprocessen.
Flexibla substrat: såsom PE, polypropen, CPP, etc., som har hög töjning och låg ytenergi och är benägna att skrynklas eller tunneleras på grund av ojämn spänning.
Specialsubstrat: Aluminiumfolie är tunn och ömtålig och kräver låg-laminering; papperssubstrat är mycket absorberande och kräver kontroll av omgivande luftfuktighet för att undvika storleksförändringar.
Kärnprincipen för processanpassning är "styvt materialbaserat, flexibelt material komplementärt". Närmare bestämt används styva material ofta som det primära avlindningssubstratet, och deras spänning är högre än för flexibla material för att säkerställa stabilitet under lamineringsprocessen. Flexibla material, som sekundära avlindningssubstrat, kräver spänningskompenserande anordningar för att kompensera deras töjningsskillnader. Till exempel, i en PET/PE-laminerad struktur är PET-spänningen vanligtvis inställd mellan 7-15N, medan PE-spänningen kontrolleras mellan 1,5-2,5N för att förhindra att PE-skiktet översträcks och orsakar att den laminerade filmen krullar.
2. Differentierad kontroll av nyckelprocessparametrar
2.1 Beläggningsviktskontroll
Beläggningsvikt är kärnparametern för lösningsmedelsfri laminering, som direkt påverkar lamineringens styrka, kostnad och utseendekvalitet. För olika kombinationer av material varierar beläggningens viktkrav kraftigt:
Lätta förpackningsstrukturer (t.ex. BOPP/CPP): beläggningsvikten är mellan 1,2 g/m2 och 1,2 till 1,8 g/m2 för att minska vidhäftningskostnaderna.
Tung eller hög temperatur destillationsförpackningsstrukturer (t.ex. PET/AL/CPP): beläggningsvikten måste ökas till 2,5-3,5 g/m2 för att säkerställa fläkhållfasthet vid höga temperaturer.
Metalliserad filmlaminering (t.ex. VMPET/PE): Speciella lim måste användas och beläggningsvikten kontrolleras 1,5-2,2 g/m2 för att förhindra metallöverföring.
Beläggningens vikt justeras genom att mäta gapet mellan valsarna och deras hastighetsförhållande. Till exempel kan beläggningsvikten på 1,5 g / m2 uppnås genom att justera avståndet på mätvalsen till 80 μm och ställa in rotationshastighetsförhållandet till 1: 1,2. Dessutom måste beläggningsvikten för tryckta och otryckta filmer ställas in olika: eftersom bläckskiktet på tryckta filmer absorberar en del av limmet måste beläggningsvikten ökas med 0,3-0,5 g/m2 för att kompensera för penetrationsförluster.
2.2 Spänningskontrollsystem
Spänningskontroll är ett svårt problem vid lösningsmedelsfri laminering, och dess noggrannhet påverkar direkt planheten och fläkhållfastheten hos kompositfilmen. spänningskontrollstrategier för olika materialkombinationer är följande:
Plast-till-plastlaminering (t.ex. BOPP/PE): Segmenterad spänningskontroll används, den primära avlindningsspänningen är något högre än efter-beläggningens släppspänning och spiralspänningen är en avsmalnande minskning (kon Mindre än eller lika med 20 %) för att förhindra att kärnan skrynklas.
Pappers-plastkompositmembran: Pappers-plastkompositmembran är känsliga för fukt och kräver produktion vid omgivande luftfuktighet Mindre än eller lika med 60 %. lamineringspapper med låg-spänning Mindre än eller lika med 3 N/m) undvik storleksförändringar och bubblor på grund av fuktabsorption.
Aluminiumfolielaminering: Aluminiumfolie är mycket tunn (vanligtvis 7-9 μm) och kräver lågspänningsavlindning (spänning Mindre än eller lika med 1,5 N/m) och styrrulle med hög precision (parallellismfel Mindre än eller lika med 0,05 mm) för att förhindra brott eller skrynkling.
Realtidsövervakning och justering av spänningskontroll är viktigt. Ett företag installerade spänningssensorer i den laminära sektionen och kombinerade dem med ett styrsystem med sluten -slinga för att begränsa spänningsfluktuationer till ± 0,5N, vilket avsevärt ökade den laminära filmens planhet.
2.3 Optimering av härdningsprocess
Lösningsmedelsfria -lösningsmedelsfria lim härdning är en kemisk tvärbindningsprocess-, och temperatur- och tidskontroll måste justeras enligt materialegenskaper:
För allmän förpackning (t.ex. BOPP/CPP): härdningstemperatur 35-40 grader i 24 timmar, uppfyller normala krav på skalhållfasthet.
Destillationsbehållare för hög-temperatur (t.ex. PET/AL/CPP): Snabbhärdande lim måste användas, med härdningstemperaturen ökad till 45-50 grader och tiden förkortad till 12 timmar, för att förhindra att limskiktet mjuknar vid höga temperaturer.
Metalliserad filmlaminering: Låga temperaturer (mindre än eller lika med 30 grader) krävs under det inledande härdningssteget för att förhindra att metallskiktet faller av på grund av termisk expansion; temperaturerna ökar gradvis till 40 grader under mellanfasen för att underlätta tvärbindningsreaktioner.
Fuktkontroll i en bevarande miljö är också viktigt. Enkomponentslim är beroende av fukt i luften för att stelna. Om den omgivande luftfuktigheten är mindre än 40 % måste en sprayanordning användas för att rehydrera; två-komponentlim kräver strikt fuktkontroll (40-60 %) för att förhindra att limskiktet blir skört på grund av fuktabsorption.
3. Processfallstudier av typiska materialkombinationer
3.1 PET/AL/CPP-retortförpackningsstruktur
Strukturen måste kunna ha hög-temperaturretort vid 121 grader i 30 minuter, vilket ställer höga krav på limmets värmebeständighet och beläggningsvikt. Höjdpunkter i processoptimering inkluderar:
Val av lim: Två-polyuretanlim har fördelarna med hög tvärbindningsdensitet och utmärkt värmebeständighet.
Beläggningsviktskontroll: 2,8 g/m2 för PET/AL-skiktet och 3,0 g/m2 för AL/CPP-skiktet, vilket säkerställer vidhäftning mellan skikten vid höga temperaturer.
Härdningsprocess: Härdning sker i steg: 4 timmar vid 35 grader för 4 härdning, 8 timmar vid 45 grader för 8 härdning och 12 timmar vid 50 grader för 12 härdning för att undvika sprödhet i limskiktet.
Spänningskontroll: 12N för PET, 12N för folie och 2,0N för CPP för att förhindra att folien går sönder eller att CPP sträcker sig.
3.2 VMPET/PE metallisk lamineringsstruktur
Metalliserad filmlaminering är utsatt för problem som överföring av metallskikt och vita fläckar, som kräver målinriktade processjusteringar:
Val av lim: metalliserade filmer använder speciella lim, molekylviktsfördelningen är smal och vidhäftningen med metallskiktet är stark.
Beläggningsviktskontroll: beläggningsvikten kontrolleras 1,8-2,2 g/m2 för att undvika förlust av metallskiktslossning på grund av otillräcklig vidhäftning.
Laminering: Trycket på laminatvalsen ökas till 0,4 MPa för att underlätta inträngningen av limmet i metallskiktets porositet.
2. Miljökontroll: fuktigheten i produktionsmiljön hålls på 50 % för att förhindra oxidation av metallskiktet.
3.3 Pappers-baserat substrat och lamineringsstruktur av plastfilm
Pappers-plastlaminering måste lösa problemen med deformation av pappersfuktabsorption och genomträngning av lim:
För-behandling: Papper måste vara koronabehandlat (ytspänning större än eller lika med 38 mN/m) med mindre än eller lika med 8 % fukthalt.
Val av lim: med ett enkomponents fuktgivande lim kan dess härdningshastighet matchas med papperets fuktupptagningshastighet.
Beläggningsviktskontroll: Beläggningens vikt är mellan 2,0 och 2.5 2.0-2.5 g/m2 för att kompensera för absorptionen av limmet av papperets porer.
Spänningskontroll: pappersspänning Mindre än eller lika med 3 Mindre än eller lika med 3 N/m, laminering med låg-spänning, långsam produktion (linjehastighet Mindre än eller lika med 150 m/min) för att undvika pappersbrott.
4. Processoptimeringstrender och framtidsutsikter
Med framsteg inom materialvetenskap och utrustningsteknik går lösningsmedelsfria lamineringsprocesser mot mer effektiva, intelligenta och funktionella processer:
Ultra-hög-laminering: Enhetens linjehastighet ökas från 400m/min till 800m/min, vilket kräver hög precision spänningskontroll och snabbhärdande lim.
Intelligent kontroll: Ett onlinedetekteringssystem baserat på maskinseende kan övervaka vikten, spänningen och laminatkvaliteten hos beläggningar i realtid med hjälp av artificiell intelligensalgoritmer och automatiskt justera processparametrar.
Funktionaliserad laminering: Utveckla specialiserade lim och integrerade lamineringsprocesser för nedbrytbara material som PLA, med hög barriär, antibakteriella och smarta märkningsfunktioner.
Utvecklingsutmaning: För att uppfylla lamineringskraven för ultratunna filmer som är mindre än 8 mikron tjocka, måste precisionen hos beläggningsenheten och spänningskontrollsystemen optimeras för att förhindra filmbrott.
V. Slutsats:
lösningsmedelsfria lamineringsmaskiner kräver att optimera beläggningsvikten, spänningskontroll och härdningsprocessen enligt egenskaperna hos olika material. Genom noggrann kontroll av processparametrar och praktisk verifiering av typiska fall kan kvalitetsstabiliteten och produktionseffektiviteten för laminat förbättras avsevärt. I framtiden, med integrationen av intelligent teknik och funktionella material, kommer lösningsmedelsfria lamineringsprocesser att spela en större roll inom området gröna förpackningar.