Технологии изготовления многослойных (комбинированных) материалов.

Ламинирование — это соединение двух или более материалов с помощью склеивающего вещества либо нанесения на один материал расплава другого материала.

Ламинирование (процесс склеивания двух материалов для получения ламината с новыми свойствами), необходимое для получения большинства гибких упаковочных материалов, могут выполнять сегодня тоже далеко не все: даже многие крупные компании России не имеют машин для качественного выполнения этой операции. Практически предложение ограничивается дуплексным (двуслойным) ламинированием, хотя есть большой спрос на триплексные и более сложные ламинаты.

Материал сложной структуры (ламинат), получаемый таким образом, обладает физическими, химическими и механическими свойствами, образующимися в результате комбинации свойств составляющих его материалов.

Таким образом, каждый из составляющих ламинат материалов вносит свои полезные свойства, а их сочетание, взаимное влияние и даже усиление качеств образует совершенно новый материал.

Процессы ламинирования можно классифицировать по типу склеивающего вещества, используемого в производстве ламината:

  • мокрое ламинирование;
  • сухое ламинирование;
  • бессольвентное ламинирование;
  • восковое ламинирование;
  • экструзионное ламинирование.

Мокрое ламинирование.

Мокрое ламинирование - процесс, при котором склеивающее вещество во время соединения двух материалов находится в жидком состоянии. Мокрое ламинирование — наиболее популярный способ получения дуплексных ламинатов, в том числе весьма распространенного в производстве гибкой упаковки «бумага/клей/алюминиевая фольга». Эта система применяется чаще всего для ламинирования алюминиевой фольги различными видами бумаги или картона. Чем глаже бумажная поверхность, тем меньше расход клея. Двухслойные ламинаты алюминиевой фольги с бумагой часто используются для последующего экструзионного покрытия полиэтиленом.

В мокром ламинировании склеивающее вещество — водная дисперсия казеина и синтетический полимер — удерживаются между соединяемыми материалами, которые находятся в увлажненном состоянии. Вода при этом постепенно испаряется через один из материалов. Необходимым условием мокрого ламинирования является применение в качестве одного из слоев бумаги, образующей пористый слой, позволяющий воде испаряться.

Процесс мокрого ламинирования схематически представлен на рис. 1. Клей наносится на менее впитывающий материал — алюминий. Сразу после этого выполняется соединение бумаги с фольгой, смазанной клеем. Ламинирующая секция включает хромированный и обрезиненный цилиндры. Затем вода, содержащаяся в клее, выпаривается циркулирующим воздухом в сушильном тоннеле при высокой температуре. После полного высушивания готовый материал наматывается на бобину, и он готов для следующих операций конвертинга.

tl_files/img/img1.jpg

Рис. 1. Мокрое ламинирование:
А — размотка материала 1, B — нанесение покрытия гравированным валом,
C — сушка, D — размотка материала 2, E — секция ламинирования,
F — охлаждающие барабаны, G — намотка готового ламината

Сухое ламинирование с растворителем.

В системе «сухого» ламинирования (рис. 2) чаще всего используются двухкомпонентные полиуретановые клеи с растворителем. Полимеризация полиуретана начинается после смешивания составных частей, например, полиэфирного с изоциановым, и усиливается во время испарения растворителя в туннельной сушилке. Ускорения полимеризации, а значит, увеличения стойкости соединения слоев ламината, добиваются путем подогрева ламинирующего цилиндра. Технология сухого ламинирования с растворителем традиционно используется в производстве ламинатов, являющихся взаимным соединением пластмассовых пленок, например: PA/LDPE, PET/LDPE, в том числе в виде металлизированных пленок, а также пластмассовых пленок с алюминиевой фольгой.


tl_files/img/img2.jpg
Рис. 2. Схема «сухого» ламинирования с растворителем:

 1 — «несущая» пленка для нанесения клея, 2 — нанесение клея, 3 — туннельная сушилка, 4,5 — ламинирующие цилиндры, 6 — комплементарная пленка, 7 — ламинат.

Сухое ламинирование без растворителя.

В настоящее время при ламинировании готовых пластмассовых пленок преобладает технология без применения растворителя. При этой технологии (рис. 3) одно- или двухкомпонентный клей, чаще всего полиуретановый, наносится в слегка подогретом состоянии. Очень липкий клей необходимо нанести равномерно, притом что грамматура слоя очень маленькая, около 1 г/м2. Предварительная грамматура клея, подаваемого из емкости, устанавливается с помощью вращающихся навстречу друг другу валов 2 и 3. Регулировка точной грамматуры клея обеспечивается с помощью валов 3 и 4. Ламинирование пленки происходит в системе из трех ламинирующих валов непосредственно после нанесения клея. Существенным преимуществом ламинирования без растворителя является исключение туннельной сушилки, необходимой как при «мокром», так и при «сухом» способе ламинирования с растворителем. Благодаря этому очень сильно уменьшается потребление энергии в процессе ламинирования. Упомянутая технология широко применяется, например, при взаимном ламинировании пленки ВОРР, в том числе с участием металлизированных пленок. Развитие технологии ламинирования без растворителя оживил межслойную печать, отличающуюся эстетическими (видимая сквозь слой пленки печать имеет высокий блеск), функциональными (печатный текст не стирается), а также гигиеническими (отсутствует угроза непосредственного контакта пакуемого продукта с типографской краской) свойствами.

 

tl_files/img/img3.jpg

Рис. 3. Схема ламинирования без растворителя:

Валы 1 — стальной и 2 — обрезиненный забирают клей из емкости 8, валы 2 и 3 — стальной устанавливают предварительную грамматуру слоя клея, валы 3 и 4 — обрезиненный устанавливают точную грамматуру слоя клея, 5,6,7 — система из трех ламинирующих валов, 9 — покрытая клеем пленка, 10 — комплементарная пленка для ламинирования, 11 — ламинат.

Ламинирование расплавленным полимером.

Ламинирование с использованием расплавленного полимера в качестве связующего вещества (рис. 4) является технологией, производной от покрытия методом экструзии. Она находит применение при производстве длинных серий промышленных ламинатов алюминиевой фольги с бумагой, реже — с пластмассовыми пленками. Соединение двух лент из различных материалов происходит здесь при участии тонкой струйки выдавливаемого из плоской дюзы полимера, чаще всего это LDPE. Расплавленный полиэтилен подается из щелевой дюзы экструдера непосредственно на соединяемые материалы. Соединяемые материалы дожимным роликом прижимаются к охлаждающему цилиндру (chill roll).



tl_files/img/img4.jpg
Рис. 4. Схема ламинирования с использованием расплавленного полимера:

 1,2 — ламинируемые пленки, 3 — дополнительная возможность нанесения покрытия перед печатью, 4 — туннельная сушилка, 5 — выдавливание расплавленного полимера, 6,7 — ламинирующие цилиндры, 8 — ламинат.

Ламинирование с использованием расплавов.

Ламинирование с использованием расплавов осуществляется путем нанесения между соединяемыми слоями (рис. 5) расплавленных смесей воска и полимера, обычно сополимера этилена с винилацетатом или соответствующего микровоска. Расплавленная масса с помощью вала наносится на один из слоев, который соединяется с другой лентой материала при использовании сжимающих валов. Эта система ламинирования применяется главным образом для соединения алюминиевой фольги с различными видами бумаги. Стойкость слоев к отрыву в этой системе значительно ниже по сравнению с прочими системами ламинирования. Охарактеризованные выше методы ламинирования, за исключением соединения с использованием расплавленного полимера, используются на многих предприятиях.


tl_files/img/img5.jpg
Рис. 5. Ламинирование с использованием расплавов.

1,2 — места раскручивания соединяемых материалов, 3 — нанесение расплавленной массы, 4 — ламинирующие ролики, 5 — охлаждающий цилиндр, 6 — место скручивания ламината.

Назад