Технологии ламинации

1 февраля 2007

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.

Целесообразно различать понятия «многослойная пленка, получаемая путем ламинирования», которую в данной статье мы будем именовать «ламинат», и «многослойная пленка, получаемая методом соэкструзии». 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 РА/РЕ, полученный склеиванием пленок, является двухслойным ламинатом. Однако соэкструзионная пленка с той же самой толщиной слоев РА и РЕ, в которой толщина связывающего слоя необязательно должна быть больше толщины клеевого слоя в упомянутом выше ламинате, считается уже трехслойным материалом. Поэтому, говоря о соэкструзионной технологии, лучше использовать термин «соэкструзионная пленка».

«Мокрое» ламинирование
При «мокром» способе ламинирования (рис. 1) 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. Чем глаже бумажная поверхность, тем меньше расход клея. Двухслойные ламинаты алюминиевой фольги с бумагой часто используются для последующего экструзионного покрытия полиэтиленом.

Рис. 1. Схема «мокрого» ламинирования 1 — пленка для нанесения клея, 2 — нанесение клея, 3 — бумажная лента, 4 — ламинирующие цилиндры, 5 — нанесение покрытия, например, защитного на алюминиевую фольгу, 6 — туннельная сушилка, 7 — ламинат.

«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.

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.

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 ОРР, 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.

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).

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.

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