Quelles sont les différences dans le processus d’utilisation d’une machine de plastification sans solvant pour plastifier différents matériaux ?

La technologie de laminage sans solvant-, en tant que technologie dominante des emballages flexibles modernes, occupe une position dominante dans la production d'emballages pour l'industrie alimentaire, médicale et chimique quotidienne, avec ses avantages : zéro émission de solvants, efficacité de production élevée et excellente qualité de laminage. Cependant, les propriétés physiques et chimiques des différents matériaux sont très différentes, c'est pourquoi lors du processus de laminage sans solvant, des ajustements ciblés doivent être effectués sur des aspects clés tels que les paramètres de revêtement, le contrôle de la tension et les conditions de durcissement. Dans cet article, les différences technologiques des machines composites sans solvant - dans différents matériaux sont discutées systématiquement sous trois aspects : classification de la classification des propriétés des matériaux, optimisation des paramètres de processus et solution des problèmes typiques.
1.Principes de classification des caractéristiques des matériaux et adaptation des processus
Il existe une large gamme de matériaux adaptés aux processus de laminage sans solvant, notamment les plastiques (par exemple BOPP, PET, NY, PE, CPP), les feuilles métalliques (feuille d'aluminium), les substrats et les matériaux de revêtement à base de papier - (par exemple VMPET, VMCPP). En fonction de leurs différences de performances, ces matériaux peuvent être classés en trois grandes catégories :
Substrats rigides : notamment le PET, le BOPP, le NY, le VMPET, ces matériaux ont un module élevé, un faible allongement, une sensibilité aux fluctuations de tension et doivent être strictement contrôlés lors du processus de stratification.
Substrats flexibles : tels que le PE, le polypropylène, le CPP, etc., qui ont un allongement élevé et une faible énergie de surface et sont sujets au froissement ou à la formation de tunnels en raison d'une tension inégale.
Substrats spéciaux : la feuille d'aluminium est fine et fragile, nécessitant un laminage à faible-tension ; le substrat papier est très absorbant et nécessite un contrôle de l’humidité ambiante pour éviter les changements de taille.
Le principe de base de l'adaptation des processus est « à base de matériaux rigides et de matériaux flexibles complémentaires ». Plus précisément, les matériaux rigides sont souvent utilisés comme substrat de déroulement principal, et leur tension est réglée à un niveau supérieur à celui des matériaux flexibles pour garantir la stabilité pendant le processus de laminage. Les matériaux flexibles, en tant que substrats de déroulement secondaire, nécessitent des dispositifs de compensation de tension pour compenser leurs différences d'allongement. Par exemple, dans une structure laminée PET/PE, la tension du PET est généralement réglée entre 7 et 15 N, tandis que la tension du PE est contrôlée entre 1,5 et 2,5 N pour empêcher la couche PE de s'étirer excessivement et de provoquer une courbure du film laminé.
2. Contrôle différencié des paramètres clés du processus
2.1 Contrôle du poids du revêtement
Le poids du revêtement est le paramètre central du laminage sans solvant, qui influence directement la résistance, le coût et la qualité de l'apparence du laminage. Pour différentes combinaisons de matériaux, les exigences de poids du revêtement varient considérablement :
Structures d'emballage légères (ex. BOPP/CPP) : le grammage du revêtement est compris entre 1,2 g/m2 et 1,2 à 1,8 g/m2 pour réduire les coûts d'adhésion.
Structures d'emballage lourdes ou de distillation à haute température (par exemple PET/AL/CPP) : le poids du revêtement doit être augmenté à 2,5-3,5 g/m2 pour garantir la résistance au pelage à haute température.
Plastification de film métallisé (par exemple VMPET/PE) : des adhésifs spéciaux doivent être utilisés et le poids du revêtement doit être contrôlé entre 1,5 et 2,2 g/m2 pour éviter le transfert de métal.
Le poids du revêtement est ajusté en mesurant l'écart entre les rouleaux et leur rapport de vitesse. Par exemple, le poids du revêtement de 1,5 g/m2 peut être obtenu en ajustant l'écart du rouleau de mesure à 80 µm et en réglant le rapport de vitesse de rotation sur 1 : 1,2. De plus, le grammage du revêtement des films imprimés et non imprimés doit être réglé différemment : étant donné que la couche d'encre sur les films imprimés absorbe une partie de l'adhésif, le grammage du revêtement doit être augmenté de 0,3 à 0,5 g/m2 pour compenser les pertes de pénétration.
2.2 Système de contrôle de tension
Le contrôle de la tension est un problème difficile dans le laminage sans solvant, et sa précision influence directement la planéité et la résistance au pelage du film composite. Les stratégies de contrôle de tension pour différentes combinaisons de matériaux sont les suivantes :
Stratification de plastique-à-plastique (par exemple BOPP/PE) : un contrôle de tension segmenté est utilisé, la tension de déroulement primaire est légèrement supérieure à la tension de libération après-revêtement, et la tension de bobine est une diminution conique (cône inférieur ou égal à 20 %) pour éviter le froissement du noyau.
Membranes composites papier-plastique : Les membranes composites papier-plastique sont sensibles à l'humidité et nécessitent une production à une humidité ambiante inférieure ou égale à 60 %. basse-tension tension du papier de plastification inférieure ou égale à 3 N/m) éviter les changements de taille et les bulles dues à l'absorption d'humidité.
Stratification de feuille d'aluminium : La feuille d'aluminium est très fine (généralement 7-9 μm) et nécessite un déroulement à faible tension (tension inférieure ou égale à 1,5 N/m) et un rouleau de guidage de haute précision (erreur de parallélisme inférieure ou égale à 0,05 mm) pour éviter la casse ou le froissement.
La surveillance-en temps réel et l'ajustement du contrôle de tension sont essentiels. Une entreprise a installé des capteurs de tension dans la section laminaire et les a combinés avec un système de contrôle en boucle fermée-pour limiter les fluctuations de tension à ± 0,5N, augmentant ainsi considérablement la planéité du film laminaire.
2.3 Optimisation du processus de durcissement
Le durcissement des adhésifs sans solvant-sans solvant est un processus de réticulation chimique-, et le contrôle de la température et du temps doit être ajusté en fonction des propriétés du matériau :
Pour l'emballage général (par exemple BOPP/CPP) : température de durcissement de 35 à 40 degrés pendant 24 heures, répondant aux exigences normales de résistance au pelage.
Récipients de distillation à haute -température (par exemple PET/AL/CPP) : des adhésifs à durcissement rapide doivent être utilisés, avec des températures de durcissement augmentées à 45 - 50 degrés et un temps raccourci à 12 heures, pour empêcher la couche adhésive de ramollir à des températures élevées.
Stratification de film métallisé : De basses températures (inférieures ou égales à 30 degrés) sont nécessaires pendant la phase de durcissement initiale pour empêcher la couche métallique de tomber en raison de la dilatation thermique ; les températures augmentent progressivement jusqu'à 40 degrés pendant la phase intermédiaire pour faciliter les réactions de réticulation.
Le contrôle de l’humidité dans un environnement de conservation est également essentiel. Les adhésifs monocomposants-se solidifient grâce à l'humidité de l'air. Si l'humidité ambiante est inférieure à 40 %, un pulvérisateur doit être utilisé pour réhydrater ; Les adhésifs à deux composants nécessitent un contrôle strict de l'humidité (40 à 60 %) pour éviter que la couche adhésive ne devienne cassante en raison de l'absorption d'humidité.
3. Études de cas de processus de combinaisons de matériaux typiques
3.1 Structure d'emballage des cornues PET/AL/CPP
La structure doit pouvoir résister à une température élevée-à 121 degrés pendant 30 minutes, ce qui impose une forte exigence en matière de résistance thermique et de poids de revêtement de l'adhésif. Les points forts de l’optimisation des processus comprennent :
Sélection d'adhésif : les adhésifs polyuréthane à deux -composants présentent les avantages d'une densité de réticulation élevée et d'une excellente résistance à la chaleur.
Contrôle du grammage du revêtement : 2,8 g/m2 pour la couche PET/AL et 3,0 g/m2 pour la couche AL/CPP, assurant une adhésion intercouche à haute température.
Processus de durcissement : le durcissement se fait par étapes : 4 heures à 35 degrés pour 4 durcissements, 8 heures à 45 degrés pour 8 durcissements et 12 heures à 50 degrés pour 12 durcissements pour éviter la fragilité de la couche adhésive.
Contrôle de tension : 12 N pour le PET, 12 N pour le film et 2,0 N pour le CPP pour éviter que le film ne se brise ou ne s'étire.
3.2 Structure de stratification métallique VMPET/PE
Le laminage de films métallisés est sujet à des problèmes tels que le transfert de couches métalliques et les taches blanches, qui nécessitent des ajustements ciblés du processus :
Sélection d'adhésif : les films métallisés utilisent un adhésif spécial, la distribution du poids moléculaire est étroite et l'adhérence avec la couche métallique est forte.
Contrôle du poids du revêtement : le poids du revêtement est contrôlé entre 1,8 et 2,2 g/m2 pour éviter la perte de détachement de la couche métallique due à une adhérence insuffisante.
Stratification : La pression du rouleau laminé est augmentée à 0,4 MPa pour faciliter la pénétration de l'adhésif dans la porosité de la couche métallique.
2. Contrôle environnemental : l'humidité de l'environnement de production est maintenue à 50 % pour éviter l'oxydation de la couche métallique.
3.3 Structure de stratification du substrat à base de papier- et du film plastique
Le laminage du papier-plastique doit résoudre les problèmes de déformation par absorption d'humidité du papier et de pénétration de l'adhésif :
Pré-traitement : le papier doit être traité par corona (tension superficielle supérieure ou égale à 38 mN/m) avec une teneur en humidité inférieure ou égale à 8 %.
Sélection d'adhésif : en utilisant un adhésif hydratant monocomposant, sa vitesse de durcissement peut être adaptée au taux d'absorption d'humidité du papier.
Contrôle du poids du couchage : Le grammage du couchage est compris entre 2,0 et 2.5 2.0-2.5 g/m2 pour compenser l'absorption de l'adhésif par les pores du papier.
Contrôle de tension : tension du papier Inférieure ou égale à 3 Inférieure ou égale à 3 N/m, contrecollage basse-tension, production lente (vitesse de ligne Inférieure ou égale à 150 m/min) pour éviter la casse du papier.
4. Tendances en matière d'optimisation des processus et perspectives d'avenir
Grâce aux progrès de la science des matériaux et de la technologie des équipements, les processus de laminage sans solvant évoluent vers des processus plus efficaces, intelligents et fonctionnels :
Plastification à ultra-haute-vitesse : la vitesse de ligne de l'appareil passe de 400 m/min à 800 m/min, ce qui nécessite un contrôle de tension de haute précision et un adhésif à durcissement rapide.
Contrôle intelligent : un système de détection en ligne basé sur la vision industrielle peut surveiller le poids, la tension et la qualité du stratifié des revêtements en temps réel à l'aide d'algorithmes d'intelligence artificielle et ajuster automatiquement les paramètres du processus.
Stratification fonctionnalisée : Développer des adhésifs spécialisés et des processus de stratification intégrés pour les matériaux dégradables tels que le PLA, intégrant des fonctionnalités d'étiquetage à haute barrière, antibactériennes et intelligentes.
Défi d'élaboration : Pour répondre aux exigences de laminage des films ultrafins de moins de 8 microns d'épaisseur, la précision de l'unité de revêtement et des systèmes de contrôle de tension doit être optimisée pour éviter la rupture du film.
V. Conclusion :
Les machines de laminage sans solvant nécessitent d'optimiser le poids du revêtement, le contrôle de la tension et le processus de durcissement en fonction des propriétés des différents matériaux. Grâce à un contrôle précis des paramètres du processus et à une vérification pratique des cas typiques, la stabilité de la qualité et l'efficacité de la production des stratifiés peuvent être considérablement améliorées. À l’avenir, avec l’intégration de technologies intelligentes et de matériaux fonctionnels, les processus de laminage sans solvant joueront un rôle plus important dans le domaine des emballages écologiques.