Оборудование для ламинирования пленок

Для получения многослойных полимерных пленок, в том числе с использованием алюминиевой фольги и бумаги, применяются следующие технологии ламинации:

• — мокрая;
• — сухая;
• — под давлением;
• — с использованием расплавленных масс;
• — соэкструзии, являющейся отдельной технологией получения многослойных пленок.

Нужно различать понятия «многослойная пленка, получаемая путем ламинирования», которая в данном разделе будет именоваться ламинатом, от многослойной пленки, получаемой методом соэкструзии. Последняя производится в цехах по переработке пластмасс на основном технологическом оборудовании и поэтому в нашей книге методы ее изготовления затрагиваться не будут.

Традиционно термин «ламинат» относится к материалу, получаемому путем соединения — чаще всего склеивания — готовых пленок. Число пленок, входящих в состав ламината, равняется количеству его слоев. Например, материал полиамид/полиэтилен, полученный склеиванием пленок, является двухслойным ламинатом. Однако соэкструзионная пленка с той же самой толщиной слоев полиамида и полиэтилена, в которой толщина связывающего слоя необязательно должна быть больше толщины клеевого слоя в упомянутом выше ламинате, считается уже трехслойным материалом.

При мокром способе ламинирования (рис. 3.52) [24] удаление растворителя (в данном случае воды) из клея происходит в туннельной сушилке после соединения слоев. Необходимым условием является применение в качестве одного из слоев бумаги, образующей пористый слой, позволяющий воде испаряться.

Для мокрого ламинирования используются как крахмальные, так и синтетические клеи. Эта система применяется чаще всего для ламинирования алюминиевой фольги различными видами бумаги или картона.

Рис. 3.52. Схема мокрого ламинирования:

• 1 — пленка для нанесения клея; 2 — нанесение клея;
• 3 — бумажная лента; 4 — ламинирующие цилиндры;
• 5 — нанесение покрытия, например, полимерного защитного на алюминиевую фольгу; 6 — туннельная сушилка; 7 — ламинат

Чем глаже бумажная поверхность, тем меньше расход клея. Двухслойные ламинаты алюминиевой фольги с бумагой часто используются для последующего экструзионного покрытия полиэтиленом.

В системе сухого ламинирования (рис. 3.53) [24] чаще всего используются двухкомпонентные полиуретановые клеи с растворителем.

Рис. 3.53. 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

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, полиамид/полиэтилен высокой плотности и полиэтилентерефталат/ полиэтилен высокой плотности, в том числе в виде металлизированных пленок, а также полимерных пленок с алюминиевой фольгой.

В настоящее время при ламинировании готовых пластмассовых пленок преобладает технология без применения растворителя. При этой технологии (рис. 3.54) [24] одноили 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. Стальной вал 1 и обрезиненный вал 2 забирают клей из емкости 8. Затем вал 2 и стальной вал 3 устанавливают предварительную грамматуру клея, после чего вал 3 и обрезиненный вал 4 устанавливают точную грамматуру слоя клея. Пленка 9 с нанесенным на нее слоем клея попадает вместе с комплементарной пленкой 10 в систему валов, которая включает в себя валы 5, б и 7. Ламинирование пленки происходит в этих трех валках, из которых выходит готовый продукт 11.

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 использовании полипропиленоксидной пленки, в процессах ламинирования с участием металлизированных пленок. развитие технологии ламинирования без растворителя оживило 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.

Рис. 3.54. Схема ламинирования без растворителя (пояснения в тексте)

Ламинирование с подачей расплава полимера через дюзу (рис. 3.55) [24] является технологией, производной от покрытия методом экструзии. Она находит применение при производстве длинных серий промышленных ламинатов алюминиевой фольги с бумагой, реже — с полимерными пленками. Соединение двух лент из различных материалов происходит здесь при участии тонкой струйки выдавливаемого из плоской дюзы полимера, чаще всего это полиэтилен высокой плотности. Расплавленный полиэтилен подается из щелевой дюзы экструдера непосредственно на соединяемые материалы. Соединяемые материалы дожимным роликом прижимаются к охлаждающему цилиндру (chill roll).

Ламинирование с использованием расплавов осуществляется путем нанесения между соединяемыми слоями (рис. 3.56) [24] 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 помощи 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.

Рис. 3.55. Схема ламинирования с подачей расплава полимера через дюзу:

• 1,2 — ламинируемые пленки; 3 — устройство, дающее дополнительную возможность нанесения печати перед ламинированием;
• 4 — туннельная сушилка; 5 — дюза для выдавливания расплава полимера; 6,7 — ламинирующие цилиндры; 8 — ламинат

Рис. 3.56. Схема ламинирования с использованием расплавов:

1,2 — механизмы подачи соединяемых материалов; 3 — узел нанесения расплавленной массы; 4 — ламинирующие ролики; 5 — охлаждающий цилиндр; 6 — устройство намотки ламината Охарактеризованные выше методы ламинирования, за исключением соединения с использованием расплавленного полимера, достаточно используются на многих предприятиях.