| <- назад |

Технология ламинирования


Производство пленок для ламинирования

Производство пленок экструзией

В настоящее время существует два основных способа производства пленки методом экструзии: получение рукава с раздувом и плоскощелевая экструзия. В общих чертах любой экструзионный агрегат включает в себя сам экструдер, формующий инструмент – головку, устройство охлаждения, приемное и тянущее устройства. Для различных методов конструкция головок и остальных устройств имеет принципиальные отличия, однако устройство экструдера и принцип работы формующего инструмента одинаков для обоих способов. Кратко рассмотрим здесь в общих чертах принцип работы экструзионного агрегата.

Экструзия это непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, пленки, оболочки кабелей и т. д. Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одно - и многочервячные экструдеры. Главным требованием, предъявляемым к червячным машинам, является гомогенизация расплава, как по массе, так и по температуре при максимальной производительности и равномерное распределение различных добавок.

По характеру протекающих в канале червяка экструдера процессов можно условно разделить червяк на несколько зон: питания или транспортировки твердого материала, плавления или пластикации и дозирования или транспортирования расплава. Каждая зона имеет свои особенности.

Зона питания. Полимер в виде гранул или порошка поступает через загрузочную воронку в винтовой канал червяка и увлекается им за счет разности сил трения между полимером и стенкой цилиндра и полимером и стенками винтового канала. По мере движения полимера по червяку в нем развивается высокое гидростатическое давление. Трение, возникающее на контактных поверхностях при движении полимера, вызывает разогрев полимера. Выделяющееся при этом тепло идет на нагревание полимера. Некоторая часть тепла подводится также и от расположенных на цилиндре нагревателей. По мере движения твердой пробки по каналу червяка давление в ней возрастает, пробка уплотняется, ее поверхность, соприкасающаяся с внутренней стенкой цилиндра, нагревается, и на ней образуется тонкий слой расплава. Постепенно толщина этого слоя увеличивается, и в тот момент, когда она станет равна толщине радиального зазора между стенкой корпуса и гребнем винтовой нарезки червяка, последний начнет соскребать слой расплава со стенки, собирая его перед своей толкающей гранью. Это сечение червяка является фактическим концом зоны питания и началом зоны плавления.

Зона плавления – наиболее сложная из зон червяка – характеризуется пребыванием в канале полимерного материала в двух состояниях: расплавленном и твердом. Механизм плавления полимерной пробки подробно описан в соответствующей литературе. В настоящей работе он рассматриваться не будет. Отметим лишь, что как только ширина пробки уменьшится до 0,1 ? 0,2 ширины винтового канала червяка, циркуляционное движение в слое расплава, собирающемся перед толкающей стенкой, разрушает остатки пробки, дробя ее на мелкие куски. Сечение червяка, в котором начинается дробление пробки, принято считать концом зоны плавления.

Зона дозирования. Течение расплава полимера в зоне дозирования происходит под действием сил вязкого трения, развивающихся вследствие относительного движения червяка и стенки цилиндра, подобно течению жидкости в винтовых насосах – по винтовой траектории. Принято представлять это течение как сумму двух независимых движений: поступательного – вдоль оси винтового канала и циркуляционного – в плоскости нормальной к оси винтового канала. Объемный расход поступательного течения лимитирует скорость движения пробки гранул в пределах зон питания и плавления и, следовательно, определяет производительность экструдера. Циркуляционное течение обеспечивает гомогенизацию расплава, выравнивает его температуру, что позволяет использовать экструзию для смешения.

По выходе из зоны дозирования материал попадает в головку экструдера, где происходит формование расплавленного полимера в изделие с требуемым поперечным сечением. Внутри головки расположен канал, сечение которого меняется от круглого (с диаметром равным внутреннему диаметру цилиндра) на входе до соответствующего профилю изделия на выходе. Для оценки картины течения расплава в таком канале необходимо знать вязкость расплава при соответствующих скоростях сдвига и температурах, а также зависимости, связывающие значения вязкости с величинами расхода и давления в различных точках канала. Суммируя перепады давления на отдельных участках, можно подсчитать общий перепад давления в головке и расход потока. Важным условием при конструировании экструзионных головок является отсутствие “мертвых зон”, где материал может застаиваться и разлагаться из-за перегрева. Это особенно актуально для термочувствительных материалов, таких как ПВХ.

Экструзия плоских пленок

При плоскощелевой экструзии расплав полимера продавливается через головку, формообразующей поверхностью которой служат две параллельные плиты. После выхода из головки пленочный лист необходимо быстро охладить для предотвращения роста крупных сферолитов. Для этого, в непосредственной близости от головки, устанавливают водяную ванну или охлаждаемый барабан. Быстрое охлаждение препятствует росту сферолитов, что позволяет получать пленки высокой прозрачности. При использовании закалочной ванны температуру в ней необходимо поддерживать постоянной. Более низкие температуры воды в закалочной ванне позволяют получать пленки с низким коэффициентом трения и меньшей слипаемостью. При более высоких температурах пленка получается более мутной, но ее легче наматывать на шпулю, при этом не образуются складки, физические свойства такой пленки значительно лучше.

Для обеспечения равномерного выхода расплава полимера из формующей щели головки в их конструкциях имеется ряд особенностей. Например, наличие коллектора, представляющего собой поперечный канал круглого сечения. Коллектор служит для компенсации неравномерности распределения давления по щели головки. Диаметр коллектора зависит, в общем случае, от перепада давления в головке, параметров полимера, его вязкости и температуры экструдирования. Диаметр коллектора должен рассчитываться при проектировании головки. Внутренние формообразующие поверхности головки должны быть тщательно отполированы, так как даже небольшой дефект приводит к снижению качества пленки, появлению полос на ее поверхности и разнотолщинности.

Схема плоской пленки с поливом на охлаждаемый барабан.
1- Экструдер; 2- плоскощелевая головка; 3- коллектор; 4- пленочный лист; 5- охлаждаемый барабан.

Пленки для ламинации

В ламинации используют различные типы пленки. Наиболее распространенными типами пленки в рулонной ламинации являются полиэстеровые (PET) , полипропиленовые (OPP), и поливинилхлоридные(PVC) пленки.

Полиэстеры — высокомолекулярные соединения, получаемые поликонденсацией многоосновных кислот или их альдегидов с многоатомными спиртами. Чаще всего стоит обозначение PET. Наиболее универсальный тип пленки, так как изготавливается плотностью от 25 до 250мкн. Основная особенность PET-пленки кристальность, говорят, что изображение после ламинации выглядит так, будто накрыто стеклом (более насыщенный и сочный цвет заламинированного изображения). В отличии от PP-пленки изделие в PET обладает значительной прочностью. Она обладает стойкостью к механическим воздействиям, в том числе, царапинам и хорошими характеристиками сгибания. На сегодняшний день - это самый распространенный тип пленки в ламинационной отрасли. Это признают большинство производителей пленки для ламинирования (D&K,Royal Sovereign, GBC).

Такая пленка может быть использована для ламинации обложек книг, "суперобложек", презентационных буклетов и коробок для видеокассет, сувенирных пакетов, календариков, упаковок, визиток и пластиковых карточкек, ламинирования документов и фотографий.

PET пленка растягивается, стойка к ударам и разрывам, тверда и при этом сохраняет эластичность. PET пленки не содержат пластификаторов, поэтому не становятся хрупкими со временем. Они сохраняют плотность, твердость и стойкость к температуре не теряя великолепного вида.

Изготавливается толщиной от 25 до 250 мк.

  • глянцевая - 130-150 градусов Цельсия
  • матовая - 140-160 градусов Цельсия

Итак, PET пленка

  • обладает общими свойствами для любого типа ламинации
  • обладает великолепными свойствами защиты от царапин и других механических повреждений
  • обладает стабильными термическими характеристиками для защиты от теплового воздействия

Полипропилен - синтетический полимер. Отличается высокой прочностью при ударе и многократном изгибе, износостойкостью, низкой паро- и газопроницаемостью; хороший диэлектрик.

Применяют в производстве деталей машин, труб, пленок, а также полипропиленового волокна, используемого для изготовления ковров, канатов, обивочных и фильтровальных материалов.

Этот тип пленки имеет хорошо сбалансированный набор характеристик. В Европе эта пленка стоит дешевле PET пленки, поэтому обладает наилучшим соотношением цена/качество. Но стоит дороже, чем PET пленка. Это обусловлено направлениями импорта - OPP пленка импортируется исключительно из Европы, а PET пленка в большинстве из Юго-Восточной Азии. Так как производства в Азии дешевле, чем в Европе, получается, что дешевая в Европе OPP пленка стоит дороже PET пленки.

Вернемся к характеристикам. Основная особенность эластичность и температура диффузии не более 125С. OPP пленка - самая прозрачная и блестящая пленка из всех.

Она используется для ламинации лицевой стороны календарей, постеров, презентационных буклетов и этикеток, обложек для книг, папок, ежедневников. Из-за своей мягкости она максимально хорошо сгибается.

Изготавливается толщиной от 24 до 31 мк.

  • глянцевая - 110-120 градусов Цельсия
  • матовая - 110-120 градусов Цельсия

Итак, OPP пленка

  • обладает великолепными оптическими свойствами
  • обладает великолепными свойствами сгибания
  • обладает стабильными характеристиками для защиты от химического воздействия
  • мягче, чем PET

Еще одно замечание. Традиционно PET пленки используют как для односторнней ламинации (так называемой "lamination"), так и для двухсторонней (так называемой "encapsulation"). OPP пленки используют только для односторонней ламинации.

Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил) — бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (?15 C). Нагревостойкость: +65 C. Международное обозначение — PVC.

Дорогая пленка, поэтому применяется редко и в основном в целях декора. Изделие после ламинирования приобретает эластичность, его можно свернуть в рулон и придать любую форму, а затем вернуть в первоначальное состояние.

Кроме того, PVC-пленка имеет текстурированную поверхность типа - “песок”, “лен”, “кожа”. Поэтому основные типы продукции изготовленной при помощи PVC-пленки – напольные рекламные постеры и декорированные обложки или визитки.

Теперь о форме, в которой выпускается пленка. Она выпускается в виде рулонов и в виде конвертов.

Конверт – это пленка, отформатированная в определенный размер и состоящая из двух одноименных пленок, спаянных по короткой стороне. Конвертная пленка имеет закругленные края и предназначена для изготовления конечного изделия соответствующего формата и не предполагает обрезания пленки по краям в последующем. Работа с такой пленкой очень удобна, поскольку в случае с рулонным пленкой Вам предстоит пройти этап обрезания пленки по краям изделия либо вручную , либо при помощи триммера, либо при помощи опции к ламинатору – разделителя листов.

Рулонная пленка промышленной намотки чаще используется в толщине 24-38мкн. Конвертная же пленка на фабриках производится толщиной от 60 до250мкм. Это связано с тем, что рулонная пленка подается в ламинатор с рулона, в натяжении ,а конвертная не имеет такого натяжения. Она подается вручную и потому не может быть слишком тонкой, иначе при ламинировании образуются заломы и морщины.

Металлизированные пленки

Два типа металлизированных пленок

  • ламинирование фольгой
  • металлизация пленки

Ламинирование фольгой

Фольгированные материалы производят методом склеивания с использованием синтетических клеев, либо соединяя полимерные пленки с фольгой расплавом адгезионно-активного полимера. Комбинированные пленочные материалы со слоем алюминиевой фольги получили широкое распространение. Их можно использовать и для продуктов, подвергаемых термической стерилизации в упаковке. При их изготовлении полимерные пленки соединяют с фольгой. К сожалению, несмотря на увеличенные толщины отечественной фольги, последняя имеет сквозные отверстия, снижающие ее барьерные свойства. В числе недостатков фольгированных можно называть и возникновение трещин в слое алюминия при сгибании или складывании пленки.

Материалы на основе алюминиевой фольги представляют собой пленки с высокими барьерными свойствами, успешно конкурирующие с традиционными видами стеклянной и металлической тары. В большинстве случаев на базе этих материалов изготавливают различные виды эластичной упаковки (пакеты), используя тонкую алюминиевую фольгу - 7-14 мкм.

Сегодня разработаны оригинальные комбинированные материалы на основе алюминиевой фольги:

  • буфлен (бумага-фольга-ПЭ) для упаковки сухих пищевых продуктов;
  • лафолен (лавсан-фольга-полиолефины) в виде пакетов для упаковки пищевых продуктов, соков с последующей их стерилизацией;
  • цефлен (целлофан-ПЭ-фольга-ПЭ) для упаковки продуктов сублимационной сушки на скоростных упаковочных автоматах;
  • ламистер (лак-фольга-ПП) для изготовления тары холодным штампованием при упаковке продуктов, подвергающихся стерилизации и пастеризации.

Металлизация пленок

Хотя технология фольгированных материалов достаточно хорошо отработана, в последние годы заметен резкий спад их производства. Это объясняется экономической причиной - чрезвычайным удорожанием алюминия. Прослеживается устойчивая тенденция упаковочной отрасли к замене фольгированных материалов металлизированными. Толщина напыленного слоя составляет десятые и даже сотые доли микрона. Поэтому напыление позволяет экономить до 98-99% металла, использовать более безопасные в экологическом отношении технологии и при этом иногда выигрывать в качестве пленок. Металлизированные пленки по сравнению с фольгированными имеют более привлекательный внешний вид и высокий глянец поверхности. Печать на них выглядит более ярче и красочнее.

Прочностные свойства пленок практически не изменяются после процесса металлизации. Однако металлизированная поверхность таких материалов как ПЭ, ПП, ПА и т.д. теряют способность к сварке. Поэтому металлизировать надо либо пленки, которые в дальнейшем используют при изготовлении комбинированных материалов (при этом металлизированная поверхность оказывается между слоями), либо пленки, которые при упаковке формируют Т-образный шов.

Применяются три процесса металлизации: непрерывная, трансферная и полунепроницаемая (обработка металла «порциями») металлизация. В настоящее время более широко применяется металлизация «порциями». Типовая система имеет горизонтальную камеру диаметром до 2 м. и длиной в З м. При загрузке камеры рулоны с бумагой или пленкой устанавливаются на вал узла размотки, далее полотно проводится через натяжные валики, охлаждающий барабан, вторую пару натяжных валиков и поступает в узел намотки. Камера герметизируется. Вакуумные насосы откачивают воздух из камеры и создают среду, способствующую испарению алюминия и осаждению пара на движущееся полотно материала. Алюминий помещается под охлаждающий барабан, где он под воздействием температуры испаряется и затем осаждается на нижнюю поверхность пленки или бумажного полотна.

Проволока из чистого алюминия толщиной порядка 3 мм. подается в лотки из интерметаллиза. Лотки нагреваются до температур испарения алюминия. Лотки находятся в ваннах с водным охлаждением, с тем, чтобы отводить излучаемое тепло и сводить к минимуму рассеянное испарение алюминия. Рабочий срок службы каждого лотка составляет около 25 часов. Толщина осаждаемого металла регулируется скоростью перемещения материала, скоростью подачи проволоки и температурой лотка.

При обычной «порционной металлизации» за 50 минут обрабатываются рулоны бумаги длиной от 18 до 20 м. Существующие технологии не позволяют получать рисунки или узоры при металлизации. Однако эффекты металлизированного узора могут быть достигнуты путем металлизации предварительно запечатанной пленки. Иногда используются растворы каустика для выборочного устранения металлического слоя и получения прозрачных окон на металлизированной пленке.

Напыление других металлов таким способом довольно затруднительно, так как температура их плавления и испарения значительно выше, чем у алюминия. Хотя большинство полимерных пленок могут быть подвергнуты металлизации, наиболее известными металлизированными упаковочными пленками являются ориентированный полипропилен (ОПП), ПЭТ и нейлон (ПА).

Холодное ламинирование

Холодная ламинация – один из способов ламинирования, с использованием пленки, которая имеет высокопрозрачную клеевую основу.

При холодном ламинировании плёнка-основа и клеевой компонент находятся отдельно. В процессе работы клей наносится на плёнку, и данный материал (плёнка + клей) накатываются на бумагу или картон под высоким давлением. Холодная ламинация применяется в тех случаях, когда ламинируемый материал может деформироваться (изменить форму) под воздействием высоких температур, которые используются при горячей ламинации.

Высокое качество используемых плёнок позволяет выполнять все послепечатные операции (горячее тиснение фольгой, УФ-лакирование, конгревное тиснение, бигование, высечка и др.).

Плотность бумаги от 150 до 500 гр/м2.

Горячее ламинирование

Горячая ламинация заключается в нанесении пленки с клеевой основой на картон или бумагу при высокой температуре (в диапазоне от 90 до 115 °С).

Соблюдение всех технологических норм (давление, температура и скорость) гарантируют высокое качество ламинирования. Высокое качество используемых плёнок позволяет выполнять все послепечатные операции (горячее тиснение фольгой, УФ-лакирование, конгревное тиснение, бигование, высечка и др.) с гарантированно высоким качеством.

При горячем ламинировании лист в полимерном конверте пропускают между горячими валами с определенной температурой,скоростью и давлением. В процессе нагрева, клей находящийся в конверте склеивает пленку и бумагу в единое целое. Механические свойства такого изделия значительно выше, чем при холодном способе.

Плотность бумаги от 150 до 500 гр/м2


Если скажете менеджеру ключевое слово "торговый дом штрих", то стоимость доставки составит всего 300 рублей.

Технология ламинирования

Режим работы офиса

Понедельник — Пятница
C 9:00 до 18:30