Многослойные металлизированные упаковочные материалы

Виды многослойной металлизированной упаковки и её применение. Свойства металлизированных упаковок, методы производства металлизированных упаковочных материалов и их ламинирование. Сложности при вакуумировании, дуплексной и триплексной ламинации.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 10.01.2012
Размер файла 31,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Белорусский Национальный Технический Университет

Факультет Технологии Управления и Гуманитаризации

Контрольная работа

по дисциплине: Упаковочные материалы и технология их производства

тема: Многослойные металлизированные упаковочные материалы

Студент гр.308317 Евсейчик А.А

Проверила Степаненко А.Б

Минск 2011

Содержание

Введение

Виды многослойной металлизированной упаковки и ее применение

Свойства многослойных металлизированных упаковок

Методы производства металлизированных упаковочных материалов

Ламинирование многослойной металлизированной упаковки

Вывод

Список используемой литературы

Введение

В последние годы резко возросло использование металлизированных полимерных пленок и бумаги. Металлизированные материалы успешно конкурируют на рынке упаковки с КПМ на основе алюминиевой фольги, причины этого: относительно невысокая себестоимость; значительное снижение расхода металла (толщина наиболее часто употребляемой фольги составляет 7-12 мкм, а слоя металла на пленке или бумаге - 0,01-0,3 мкм); более широкие возможности применения; привлекательный внешний вид и легкость печати. Напыление позволяет экономить до 98--99 % металла, использовать более безопасные в экологическом отношении технологии и при этом иногда выигрывать в качестве пленок. Казалось бы, что большая толщина слоя металла в фольгированных пленках должна обеспечивать улучшенные барьерные характеристики. Однако зачастую металлизированные пленки не уступают фольгированным по защитным функциям.

Наиболее распространено термическое напыление алюминия с декоративной целью и для повышения барьерных свойств пленок. В последнее время развивается метод распыления с помощью магнетрона. Это позволяет наносить слои даже из высокоплавких металлов и их сплавов, а также химические соединения металлов, например нитриды или оксиды.

Металлизацию пленок осуществляют в вакуумных камерах, где при высоком разрежении испаряют металл и осаждают его на поверхность полимера, перематываемого с одного рулона на другой. Процесс металлизации осуществляется в условиях глубокого вакуума, создаваемого с помощью специальных вакуумных насосов, тип которых зависит от размеров оборудования. В условиях высокого вакуума металл (обычно алюминий или реже -- бронза) испаряется и в виде очень тонкого слоя (0,01--0,3 мкм) оседает на непрерывно движущуюся подложку. Подложка в виде разматываемого с бобины полотна кленки или бумаги направляется в вакуумную камеру и после металлизации наматывается на бобину, проходя через ряд валков. Металлизация пленочных материалов создает огромную экономию дорогого и дефицитного металла, производство которого требует больших затрат электроэнергии, так как наиболее употребляемая алюминиевая фольга имеет толщину от 7 до 12мкм. Для повышения механической прочности полимерные пленки перед металлизацией подвергают двуосной ориентации. Наиболее эффективны для упаковки пленки, состоящие из трех слоев: полимер/металл/полимер с различным сочетанием термопластов.

Более сложным является процесс металлизации бумаги и картона, обладающих меньшей гладкостью и большей шероховатостью по сравнению с полимерными пленками. По этой причине одну сторону бумаги перед металлизацией покрывают лаком, который обеспечивает высокую адгезионную прочность слоя наносимого металла к бумаге. Расход алюминия составляет от 30 до 100 г/м3

Металлизированные пленки используются для длительного хранения пищевых продуктов, обладающих повышенной чувствительностью к воздействию влаги, солнечного света, посторонних запахов и др. Запечатывание еще больше повышает светонепроницаемость материала, что особенно важно при использовании прозрачных пленок. Запечатанная ПП-пленка, ламинированная металлизированным ПП, применяется для упаковки и длительного хранения (от 8 недель) картофельных чипсов. Металлизированная ПЭТ-пленка типа Melinex, ламинированная ПЭ, применяется для упаковывания очищенных орехов. Еще одна распространенная область применения таких материалов - упаковка для обезвоженных пищевых продуктов.

Металлизированные многослойные пленки, успешно конкурируя с дорогостоящими комбинированными материалами на основе фольги, вытесняют их при упаковке некоторых элитных продуктов (шоколад, кофе и др.). Например, трехслойный материал: металлизированный ПЭТ толщиной 12 мкм/ металлизированный ОПП толщиной 20 мкм/ покрытие для «холодной» сварки - имеет очень низкую кислородо- (менее 0,1 см3/м2 24 ч), паро- (менее 0,1 г/м2 24 ч) и светопроницаемость (0,001 % и менее). Кроме того, этот материал имеет привлекательный вид. Пленка такого типа, но со слоем свариваемого тепловым способом полимера, идеально подходит для упаковывания в газовой среде кофе и другой подобной продукции. Упаковочные металлизированные материалы такого типа успешно применяют и при изготовлении упаковки алкогольных напитков высокого качества.

В настоящее время все большее значение приобретает качественная упаковка товаров, ее внешний вид, что обусловливает успех на рынке. Мало сделать товар, надо еще и донести его до покупателя. Современная упаковка - важнейший элемент в предложении любого товара. Привлекая внимание покупателя, она играет роль яркого "зазывалы" торговых прилавков. Многокрасочные этикетки придают эстетичный вид даже традиционным поллитровым банкам. Даже самый качественный продукт в невзрачной и убогой упаковке будет проигнорирован покупателем. Как известно, товары отечественного производства, отличаясь более высоким качеством и невысокой по сравнению с импортными аналогами ценой, проигрывают зарубежным образцам именно из-за несовершенной упаковки или вообще ее отсутствия. Сегодня многие предприятия, чтобы повысить конкурентоспособность своей продукции, закупают дорогостоящую упаковку за границей, т.к. до недавнего времени отечественные производители упаковочных материалов не могли удовлетворить требований по качеству. Современное высокотехнологичное оборудование позволяет металлизировать различные по рецептуре и техническим показателям материалы (картон, бумагу, пергамент, полимерные пленки). Возможности использования продукции очень широки - пищевая промышленность, табачная, фармацевтическая, этикеточная продукция. Многие предприятия, ранее использовавшие кашированную фольгу, переходят на более экономичную и экологически безопасную металлизированную бумагу. Толщина алюминиевого покрытия кашированной фольги составляет примерно 7-14 мкм, это 18-24 г/м2, тогда как толщина алюминиевого напыления на металлизированной бумаге 0,02 мкм, соответственно - 0,06 г/м2, что положительно влияет на поведение материала в процессе упаковки - на сгибах не ломается. Также можно отметить и другие преимущества: поверхность более гладкая, ровная, имеет зеркальный блеск (в отличие от кашированных материалов, для фасовки 1000 кг масла металлизированной бумаги требуется на 7 % меньше, чем кашированной фольги), высокие барьерные свойства к инфракрасному и ультрафиолетовому излучениям, высокая устойчивость к трению. Металлизированные материалы обладают хорошими печатными свойствами (особенно для флексографской печати), для улучшения процесса печати, поверхность активируется "коронным" разрядом и имеет степень адгезии не менее 38 дин/см. Металлизация, кроме декоративных свойств, имеет большое значение для сохранности продуктов - увеличивается срок хранения.

За последние десятилетие наиболее остро стоит вопрос защиты окружающей среды. Тонны отходов использованной упаковки осложняют и без того нелегкую экологическую обстановку. Процесс металлизации заключается в припрессовке фольги горячим воздухом к различным по плотности бумагам и картонам. Печать упаковки из еталлизированных материалов выполняется уф-красками, а для отделки часто используется тиснение, вырубка и выборочное УФ-лакирование.

Виды многослойной металлизированной упаковки и ее применение

Состав ламината

Толщина, мкм

Применение

БОПП/БОППме

12-40/15-50

Глазированные сырки, порционные чай, кофе, сухие смеси, орехи, снеки, конфеты, мучные кондитерские изделия

БОППме/ПП

12-40/30-100

Кондитерские изделия, шоколад, специи, снеки, мороженое, замороженные полуфабрикаты

ПЭТ/БОППме

12-40/20-40

Снеки, шоколадные изделия, кофе

БОПП/ПЭТме(БОППме)/ПЭ(ПП)

12-20/12-20/20-100

Кофе, снеки,приправы,медицинские препараты, сухие и сублимированные продукты, мясные и морепродукты

ПЭТ/БОППме/ПЭ(ПП)

12-20/12-20/20-100

Чай, растворимый кофе, сухие смеси, орешки,майонез,кетчуп

ПЭТ/ПЭТме/ПЭ

10-20/10-20/20-100

Специи, чай, кофе, сухое молоко, продукты быстрого приготовления, детское питание , майонез, кетчуп, горчица, жиросодержащие продукты

Свойства многослойных металлизированных упаковок

БОПП/БОППме

Материал обладает хорошей паро- и газонепроницаемостью, ароматостойкостью и высокой стойкостью к низким температурам. Материал БОППмет/БОПП обладает хорошей жиростойкостью. Пригоден для использования на упаковочных автоматах горизонтального и вертикального типов (российского и зарубежного производства).

БОПП пр./ ПЭТФ металл. или БОПП металл./ ПЭ или ПП.

Трехслойным упаковочным материалам на основе металлизированных полимерных пленок характерны следующие свойства:

- высокие барьерные свойства по газопроницаемости;

- высокая влагостойкость;

- высокая стойкость к посторонним запахам;

- более высокий выход по сравнению с материалами на основе алюминиевой фольги;

- великолепный внешний вид упаковки;

- высокие прочностные характеристики упаковки;

- высокая стойкость к внешним механическим воздействиям;

- высокая прочность сварного шва упаковки.

ПЭТ/ПЭТме/ПЭ

«Триплекс» на основе алюминиевой фольги - это стойкий материал к воздействию температур до 105 0С (пастеризация), что обеспечивает стойкость упаковки при горячей фасовке;

- обладает высокой прочностью и герметичностью сварного шва;

- обеспечивает высокие барьерные свойства по газопроницаемости, влагостойкости и посторонним запахам, защиту от солнечного света, а, следовательно, обеспечивает более длительное хранение упакованного продукта;

- обладает высокой прочностью, жесткостью и стойкостью к проколу;

- может применяться в качестве асептической упаковки;

- обладает стабильной формой упаковки.

БОППме/ПП

Материал обладает хорошей паро- и газонепроницаемостью, высокой стойкостью к низким температурам и точечному проколу. Обладает хорошей термосвариваемостью при температуре 120-160 градусов. Пригоден для использования на автоматах вертикального и горизонтального типов (российского и зарубежного производства) для фасовки продуктов при температуре до 40 градусов.

ПЭТ/БОППме/ПЭ(ПП)

Трехслойные упаковочные материалы на основе алюминиевой фольги и полимерных пленок обладают:

- высокими барьерными свойствами по газопроницаемости;

- высокой влагостойкостью;

- высокой стойкостью к посторонним запахам;

- защитой от солнечного света;

- высокой прочностью, жесткостью и стойкостью к проколу;

- стабильной формой упаковки;

- высокой прочностью и герметичностью сварного шва.

ПЭТ/БОППме

Материал обладает исключительной аромато-, паро- и газонепроницаемостью, хорошо термосваривается в пределах от 140-180 градусов. При использовании мелованной этикеточной бумаги дает возможность нанесения высоко-качественной офсетной наружной печати. Пригоден для использования в автоматах вертикального и горизонтального типов (российского и зарубежного производства). Пригоден для упаковки методом горячей фасовки при температуре до 80 градусов.

Методы производства металлизированных упаковочных материалов

Вакуумную металлизацию используют для декорирования, поэтому, хотя это и не процесс печати. Основой процесса является нагревание алюминия до температуры испарения. На практике для этого нужны температуры 1500-1800 С. Одним из способов достижения таких температур является помещение кусочка алюминиевой проволоки на вольфрамовое волокно, которое затем нагревают электрическим током. Это возможно только при коротких циклах нагрева, поэтому этот метод используют только для металлизации пластмассовых изделий, получаемых литьем под давлением. Для более длительных циклов, необходимых для пленок, алюминиевую проволоку подают на блок металла, обычно тантала. Тантал нагревают, помещая его в углеродный тигель, через который пропускают ток высокого напряжения. Испарение металла вызывает испускание частиц с поверхности металла во всех направлениях. Эту операцию нужно проводить в вакууме, чтобы металлические частицы могли достигнуть металлизируемой поверхности.

Некоторые пленки необходимо дегазировать перед вакуумной металлизацией, так как они содержат влагу или другие летучие вещества, например пластификаторы, которые могут создавать трудности при проведении процесса. Если обычная вакуумизация не полностью удалила их, то выделение летучих продолжается при металлизации и получается тусклое, плохо закрепленное покрытие. Даже если летучие ингредиенты полностью удалены, они могут создавать сложности при вакуумировании и вызывать загрязнение отсасывающей системы. Примером пленок, требующих дегазации, является целлюлоза и ацетат целлюлозы. Так как при дегазации возможно удаление других, в том числе важных, компонентов пленки, то решением этой проблемы может быть закрытие поверхности пленки лаком. Нужно, конечно, чтобы лак сам не содержал ничего, препятствующего вакуумированию. Если необходим эффект цветного металла, то саму пленку окрашивают или покрывают цветным лаком после металлизации.

Необходимо помнить, что дефекты пленок невозможно скрыть тонким слоем металла, наоборот, дефекты могут быть даже подчеркнуты. Лакирование пленок может помочь скрыть недостатки субстрата, но может добавить и свои, например, такие, как «апельсиновая корка» или «рыбий глаз». Также важно правильное натяжение при намотке и размотке в рулон, особенно для тонких пленок, так как складки могут привести к неравномерному нанесению алюминия. Впоследствии может наблюдаться растрескивание и образование морщин на слое алюминия при нанесении на металлизированную пленку свариваемого слоя при экструзионном ламинировании полиэтиленом. Сложности возникают из-за высокой температуры расплава полиэтилена при его нанесении на поверхность пленки, гораздо более высокой, чем температура сварки, на которую рассчитана пленка. Такие свариваемые ламинаты нужны, так как они дешевле ламинатов, в которых использована алюминиевая фольга.

Другой проблемой использования металлизированных пленок как заменителей алюминиевой фольги является их более высокая прочность на раздир. Это важно при использовании их в качестве мешков-вкладышей в картонные ящики или для пакетов с супом, так как такую упаковку труднее вскрыть, чем упаковку из алюминиевой фольги. Одним из возможных решений этой проблемы является использование одноосноориентированной пленки с пониженной прочностью на раздир в одном направлении.

Для высокоскоростных процессов упаковки в мешки и пакеты часто требуются материалы с высокой жесткостью. Полимерные пленки проигрывают в этом отношении алюминиевой фольге, но проводимые сейчас работы по металлизации соэкструдированных пленок позволят повысить их жесткость.

Хотя вакуумную металлизацию часто используют только для декорирования, увеличивается и ее использование для повышения барьерных свойств пленки-основы. Такие пленки иногда используют взамен алюминиевой фольги. Барьерные свойства, металлизированных пленок в сравнении со свойствами базовых пленок (в скобках). Металлизированные пленки меньше, чем алюминиевая фольга, теряют барьерные свойства при перегибах, согласно работам, выполненным в Японии.

Практические эксперименты при использовании металлизированной пленки для упаковки хрустящего картофеля подтверждают повышение барьерных свойств при вакуумной металлизации. Испытания на хранение проводили при относительной влажности 95% и температурах 22, 30 и 38°С в течение 33 дней. Измеряли изменение влагосодержания и контролировали органолептические свойства измерением количества пероксида (гидро-пероксидные радикалы образуются на свету) и концентрации гексанила (продукта разрушения линолевой кислоты). Было обнаружено, что при всех условиях проведения экспериментов все измеряемые свойства были выше у металлизированных пленок по сравнению с неметаллизированными (прозрачными) пленками. Было также установлено, что металлизированная с двух сторон пленка значительно лучше, чем металлизированная с одной стороны. Для экспериментов был выбран хрустящий картофель, так как он очень чувствителен к кислороду, свету и влаге, кроме того он имеет очень хорошо развитую поверхность, поэтому все качественные изменения в нем легко определить.

При ламинировании металлизированные пленки могут быть наилучшей альтернативой алюминиевой фольге, которую необходимо укреплять бумагой. Другим их достоинством является возможность нанесения печати перед металлизацией и с ламинированием поверх металла. С другой стороны, если необходимо нанести печать непосредственно на металлизированную поверхность, то не возникает каких-либо особых требований к краскам по сравнению с обычными красками для алюминиевой фольги. При ламинировании печати прозрачная пленка придает печати глубину и блеск. Для придания эффекта окрашивания под металл можно использовать непрозрачные и полупрозрачные краски.

Уникальный эффект можно получить при вакуумной металлизации вспененных полистирольных пленок. Вместо яркого металлического блеска, получаемого на других полимерных пленках, на полистирольных пленках появляется узор «под мороз» и это прекрасно сочетается с мягкостью и шелковистостью на ощупь. Материал можно подвергнуть тиснению, что дает новые возможности декоративности.

Из более жестких пленок, например из ориентированных полистирольных и ПВХ пленок, можно изготавливать разнообразные изделия методом вакуум-формования. При вакуум-формовании важно, что если металлизированная поверхность будет сверху, то она будет отражать тепло и потребуется увеличение цикла формования, и наоборот, если металлизированное покрытие находится снизу, то будет отражаться тепло, прошедшее через пленку, и цикл нагревания сократится.

Для вакуумной металлизации пригодны разнообразные полимерные пленки, например полиэтилентересрталатные, полистирольные (как обычные, так и ориентированные), полипропиленовые, пленки из непластифицированного ПВХ и целлюлозные. Первыми пленками, успешно металлизированными в Великобритании, были пленки ПЭТФ для новогодних елок и гирлянд. В настоящее время новогодние елки чаще изготавливают из непластифицированного ПВХ, так как он менее горючий. Другими важными требованиями к новогодним елкам и гирляндам являются прочность и блеск, а также сохранность этих свойств. Металлизированный ПЭТФ можно также ламинировать ПВХ и использо¬вать в производстве сумок, обуви, для декоративной отделки автомашин и т. п. Одной из интересных областей применения металлизированных пленок является производство сверхлегких зеркал. Металлизированную пленку натягивают на картонную подложку таким образом, чтобы пленка не касалась подложки. Помимо низкого веса пленки, из-за очень малого теплосодержания на них не концентрируется влага, так как эти пленки быстро приходят в термическое равновесие с атмосферой. Такие сверхлегкие зеркала используют в самолетных умывальных комнатах.

Лакированную металлизированную ПЭТФ пленку разрезают на узкие полоски и используют как декоративные текстильные нити. Такие нити блестящие, крепкие, не тускнеют, их можно кипятить и подвергать сухой чистке. Металлизированные полимерные пленки используют и для припрессовки. Хорошо известен такой пример, как нанесение золотого тиснения на мемориальные почтовые марки Великобритании.

Использование металлизированных пленок в электротехнике также увеличивается. Например, их применение в конденсаторах ,позволяет значительно снизить размеры последних по сравнению с размерами конденсаторов из бумаги и алюминиевой фольги. Электростатические громкоговорители высокой точности воспроизведения звука также основаны на металлизированной ПЭТФ пленке. Пленка должна быть механически и электрически прочной, не содержать пластификаторов, быть химически инертной, не иметь сквозных отверстий и сохранять стабильность размеров в течение длительного времени и при различных климати¬ческих условиях. Металлизированные полимерные пленки часто используют для так называемого «хромирования» при декорировании деталей мотороллеров. В отличие от обычного хромирования эти пленки сохраняют свой блестящий внешний вид прак¬тически вечно.

Металлизированные пленки из ПВХ и полистирола широко используют, в частности, в виде декоративных вкладышей при упаковке шоколада и печенья. Металлизированный ориентированный ПП также используют для упаковки и эта более новая пленка является самой дешевой в этой области применения. Ее широко используют для заворачивания подарков. Металлизированные пленки в целом стали настоящим открытием для витрин, и найдено много способов их применения. Жесткие и полужесткие пленки дают блестящий зеркальный эффект, в то время как более тонкие пленки используют как драпировки и для задников. Металлизированные ПВХ и полистирол часто используют для вакуум-формованных букв, а рисунок «под мороз», уже упоминавшийся выше, расширяет возможности для декоратора.

Космические исследования также сделали много заявок на использование уникальных свойств металлизированных пленок. Например, в космических костюмах их используют для отражения внешнего теплоизлучения, в спутниках - для отражения радарных сигналов. Все-таки шире металлизированные пленки используют для земных целей, например для упаковки. Упаковка шоколада и косметических изделий является широко распространенным примером использования декоративных свойств металлизированных пленок.

В Великобритании полиэфирные пленки используют для упа¬ковки сухих завтраков. Они рассчитаны на детей и полностью используют декоративные возможности пленок. Блестящую металлизированную поверхность усиливают флексопечатью с темно-синим задним планом, на который наносят различные цветные картинки с космическими кораблями, звездными станциями и истребителями-перехватчиками. В добавление к великолепным декоративным свойствам металлизированные полиэфирные пленки устойчивы к влаге, кислороду и ультрафиолетовому излучению, кроме того они сохраняют хрустящие свойства содержимого на три недели дольше, чем другие материалы.

Одним из усовершенствований установок для металлизации является использование набрызгивающих систем. Они используют плазму, удерживаемую магнитным полем в специальных симмет¬ричных устройствах - магнитронах. Эти системы можно исполь¬зовать и в уже существующих камерах. Набрызгивающие системы имеют меньшую производительность, но их преимуществами яв¬ляются сильная адгезия между подложкой и металлизирующим слоем, прекрасная воспроизводимость и гладкая поверхность, особенно в тонком слое, возможность напылять сплавы метал¬лов. При этом методе меньше нагревается подложка. Другие тенденции связаны с применением не только алюминия, но и других металлов и неметаллических материалов. В настоящее время уже используют серебро, золото и цинк, рассматривают вопрос использования хрома, никель-хромовых сплавов и нержавеющей стали из-за их стойкости к кислотам и щелочам.

Ламинирование многослойной металлизированной упаковки

ламинация металлизированный упаковка

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.

Виды ламинации.

Ламинация осуществляется на специальном оборудовании - ламинаторах. Они бывают различных типов, в зависимости от технологии нанесения клея:

- Бессольвентное: Используется двухкомпонентный клей на полиуретановой основе с катализаторами. После склеивания не требуется сушка, однако рулон должен быть выдержан в течение 1-2 суток, чтобы произошла окончательная полимеризация клея. Этот вид ламинирования используется для склеивания полимерных пленок. Наиболее часто используются клей компаний Henkel, Morton, Dorflex.

- Сольвентное (мокрое): Используется клей с растворителем. Этим способом ламинируют фольгу с бумагой, получая, так называемую кашированную фольгу для упаковки масла. Для выпаривания растворителя требуется достаточно мощная сушка.

- Сухое: Используется для полимерных пленок. Одно- или двухкомпонентный клей наносится на невпитываемое полотно, которое затем проходит через сушильный туннель. После этого оно соединяется со второй пленкой и сматывается в готовый рулон.

- Экструзионное: Этот вид ламинации предназначен для изготовления бумаги с полиэтиленовым покрытием. Полиэтилен наносится в виде расплава на бумагу и затем охлаждается.

При этом способе плоскощелевая головка располагается над протягиваемым под ней материалом, в результате чего на него наносится слой расплава полимера или клей. Для изготовления многослойных и комбинированных материалов применяются специальные промышленные ламинаторы. В зависимости от использования разных типов клеев ламинаторы разделяют на бессольвентные (solventless/solvent free) и универсальные. Бессольвентными называются ламинаторы, в которых используются клеи, не имеющие в своем составе растворителей. Универсальные ламинаторы -- это машины, в которых можно использовать различные клеи и покрытия: без растворителей, с растворителями, на водной основе, УФ-отверждения, микровоски и составы Hot Melt. Современные ламинаторы способны работать с материалами толщиной менее 6 мкм и весом менее 15 г/м2, с одной стороны, а также создавать многослойные материалы общей толщиной более 800 мкм, создавая супертонкие и супертолстые (конечно же, для отрасли ламинированных материалов) комбинированные материалы с различными барьерными свойствами.

Соэксирузия -это процесс получения многослойных материалов, представляющих комбинацию из нескольких полимерных слоев, за один цикл. Он наиболее распространен для производства барьерных пленок. С помощью этого метода можно производить огромный ассортимент пленок со свойствами, которые невозможно получить путем однослойной экструзии. Например, можно изготовить пленку, у которой липкой будет только одна из сторон, она применяется для защиты полированных алюминиевых поверхностей, стекла, мебели и др. изделий от механических повреждений. Метод соэкструзии помогает попутно решить и экономическую проблему - снизить издержки производства за счет изготовления пленки за один цикл (вместо многоступенчатого процесса), а также использования менее дорогих полимеров или даже отходов пластмассового производства во внутренних слоях пленки.

Технология процесса заключается в том, что с помощью двух или более экструдеров в зависимости от количества слоев получаемого пленочного материала в общую головку с двумя или более формующими зазорами одновременно впрыскиваются расплавы одинаковых или различных (но имеющих близкие реологические характеристики) полимеров. Слои соединяются непосредственно в головке или после выхода из нее. В процессе формования рукавных пленок заготовки в расплавленном состоянии свариваются на выходе из формующего инструмента при раздуве. Совместная экструзия ПП и ПЭ позволяет получать многослойные пленки с высокой прозрачностью и прочностью шва, в том числе разноцветные.

Преимущества процесса: одностадийность; экономичность; возможность формирования очень тонких слоев и регулирования толщины, изменения чередования слоев в материале, использования полимеров, которые нельзя перерабатывать экструзией для выработки однослойных пленок; придание многослойной пленке особых эстетических качеств путем сочетания полимеров, различающихся цветом или фактурой поверхности; наконец, при соэкструзии дорогостоящие добавки (антиоксиданты, ультрафиолетовые стабилизаторы, скользящие, антиблокирующие. антистатические агенты) можно добавлять не во все слои, а в строго определенные.

Недостатки соэкструзии: ограниченный ассортимент пленок, необходимость использования промежуточных адгезионных слоев, невозможность нанесения печати между слоями, затруднения при утилизации отходов.

Экструзионно-ламинаторный способ получения многослойных и комбинированных материалов заключается в нанесении расплава полимера на другие полимерные пленки бумаге Фольгу или ткань. В качестве основы обычно применяют предварительно ориентированные пленки, что обеспечивает хорошие прочностные показатели многослойных и комбинированных материалов.

Экструзионное ламинирование обеспечивает высокую производительность процесса, но большая скорость протяжки основы часто приводит к снижению сопротивления пленок расслаиванию, которые к тому же имеют тенденции к скручиванию.

Для достижения хороших адгезионных показателей покрытие наносят на основу при высокой температуре, которая может быть более 300 °С. Кроме того, поверхность основы обрабатывают праймерами, представляющими собой очень тонкие слои адгезивов. Подобная технология ограничивает области использования пленок, например для упаковывания пищевых продуктов.

При экструзионном ламинировании расплавом полимера можно соединять две (или больше) пленочные основы, а покрытия наносить с помощью соэкструзионной головки, что существенно расширяет ассортимент пленок и сферу их применения. В качестве основы служат различные типы бумаги и картона, двуосно-ориентированные полиэтилентерефталатные, полиамидные, полипропиленовые пленки, целлофан, алюминиевая фольга, ткани и нетканые материалы. Для покрытия и соединения слоев обычно применяют полиэтилен низкой плотности, полипропилен и их сополимеры.

Ассортимент пленок: материалы для упаковывания молока и молочных продуктов на основе бумаги, алюминиевой фольги и полиэтилена, а также пленки для сухих сыпучих продуктов на основе полиэтилентерефталата, полиамида, целлофана, полиэтилена и алюминиевой фольги.

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 удаление растворителя 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.

Сухое» ламинирование с растворителем

В системе «сухого» ламинирования 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.

Ламинирование без растворителя

В настоящее время при ламинировании готовых пластмассовых пленок преобладает технология без применения растворителя. При этой технологии 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. Регулировка точной грамматуры клея обеспечивается с помощью валов. 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.

Ламинирование расплавленным полимером

Ламинирование с использованием расплавленного полимера в качестве связующего вещества 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).

Ламинирование с использованием расплавов

Ламинирование с использованием расплавов осуществляется путем нанесения между соединяемыми слоями 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.

Вывод

Узнали о возрошем использовании металлизированных полимерных пленок и бумаги. Металлизированные материалы успешно конкурируют на рынке упаковки с КПМ на основе алюминиевой фольги, причины этого: относительно невысокая себестоимость; значительное снижение расхода металла (толщина наиболее часто употребляемой фольги составляет 7-12 мкм, а слоя металла на пленке или бумаге - 0,01-0,3 мкм); более широкие возможности применения; привлекательный внешний вид и легкость печати. Напыление позволяет экономить до 98--99 % металла, использовать более безопасные в экологическом отношении технологии и при этом иногда выигрывать в качестве пленок. Казалось бы, что большая толщина слоя металла в фольгированных пленках должна обеспечивать улучшенные барьерные характеристики. Однако зачастую металлизированные пленки не уступают фольгированным по защитным функциям. Ознакомились с видами многослойной металлизированной упаковки и ее применение ,также со свойствами и методами производства. Узнали о ламинировании и его разновидностях.

Список используемой литературы

1. Дж.Ф. Хэнлон, Р.Дж. Келси, Х.Е. Форсинио. Упаковка и тара: проектирование, технологии, применение; пер. с англ. под общ. науч. ред. В.Л. Жавнера. - СПб.: Прогрессия, 2008. - 632с.

2. Розанцев Э.Г. Технология упаковочного производства. - М.: КолосС, 2002. - 184с.

3. Д. Ф. Каган, В. Е. Гуль, Л. Д. Самарина. Многослойные и комбинированные пленочные материалы. - М.: Химия, 1989. - 288с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.