Những lưu ý khi chuẩn bị chất kết dính dựa trên dung môi-trong quá trình cán khô

Trong quy trình cán khô bao bì nhựa, việc chuẩn bị chất kết dính là một trong những điểm kiểm soát quan trọng nhất. Chuẩn bị chất kết dính là việc trộn chất kết dính, chất đóng rắn và dung môi theo tỷ lệ quy định và quy trình vận hành chính xác để tạo thành dung dịch chất kết dính đồng nhất có thể sử dụng được trên máy sản xuất.

Tai nạn chất lượng trong cán màng do chuẩn bị keo không đúng cách thường xảy ra ở các doanh nghiệp in ấn và đóng gói. Các ví dụ bao gồm việc -lớp keo khô quá mức nghiêm trọng do không thêm đủ hoặc không thêm chất đóng rắn; quá trình xử lý không hoàn toàn do tỷ lệ kết dính không cân bằng, dẫn đến cong mép, bong tróc nhôm hoặc rò rỉ ở các khu vực-kín nhiệt trong quá trình làm túi; trọng lượng lớp phủ không đủ và độ bền vỏ không đạt tiêu chuẩn do bổ sung quá nhiều dung môi; và khả năng cán màng kém do tái sử dụng chất kết dính còn sót lại không- theo tiêu chuẩn, cùng nhiều nguyên nhân khác.

Phần sau đây tóm tắt các phương pháp chuẩn bị và biện pháp phòng ngừa đối với chất kết dính cán khô hai{0}}thành phần{1}}dung môi thường được sử dụng để người vận hành và người quản lý tuyến đầu tham khảo.

I. Tầm quan trọng của dữ liệu kỹ thuật về chất kết dính (Sách hướng dẫn sử dụng chất kết dính)

Dữ liệu kỹ thuật là tài liệu tham khảo cần thiết trước khi sử dụng chất kết dính. Để chuẩn bị chất kết dính một cách chính xác, trước tiên người ta phải lấy tài liệu kỹ thuật do nhà sản xuất chất kết dính cung cấp, trong đó liệt kê các tỷ lệ pha trộn tiêu chuẩn cho các nồng độ làm việc khác nhau. Các tỷ lệ này thường được nhà sản xuất xác định thông qua thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, dựa trên phản ứng hoàn toàn của nhựa gốc và chất đóng rắn, với một lượng dư nhỏ nhóm isocyanate từ chất đóng rắn được thêm vào để bù đắp cho mức tiêu thụ do những yếu tố không chắc chắn bên ngoài.

Hầu hết các doanh nghiệp đều ban hành phiếu quy trình cho các sản phẩm cụ thể trong quy trình cán màng, trong đó nêu rõ tỷ lệ trộn keo dựa trên dữ liệu kỹ thuật của nhà sản xuất và các yếu tố ảnh hưởng khác. Một số doanh nghiệp cũng thiết lập Quy trình vận hành tiêu chuẩn để chuẩn bị chất kết dính, trong đó xác định rõ ràng tỷ lệ cho tất cả chất kết dính được sử dụng-trong nhà.

Nói chung, việc chuẩn bị chất kết dính phải tuân theo các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn. Bất kỳ sự điều chỉnh tỷ lệ nào trong các điều kiện đặc biệt đều phải dựa trên các công thức tiêu chuẩn này. Đặc biệt, những thay đổi về tỷ lệ chất nền-với-chất chữa-cần phải xem xét các yếu tố ảnh hưởng phức tạp và người vận hành không được điều chỉnh một cách tùy tiện. Các bảng dưới đây thể hiện các đoạn trích từ dữ liệu kỹ thuật kết dính và thông số kỹ thuật quy trình cán màng của doanh nghiệp.

Mối quan hệ giữa hàm lượng chất rắn và chất pha loãng trong quá trình pha loãng

Bảng 1

Bảng 2

II. Yêu cầu quy trình sản xuất

Nồng độ làm việc (hàm lượng chất rắn của hỗn hợp) được xác định bởi trọng lượng lớp phủ yêu cầu và số lượng dây chuyền của con lăn phủ, phù hợp với yêu cầu của quy trình sản xuất. Tỷ lệ trộn sau đó được xác nhận bằng cách tham khảo hướng dẫn sử dụng chất kết dính hoặc bảng quy trình sản xuất.

Các loại sản phẩm khác nhau - chẳng hạn như cấu trúc hai{1}}lớp thông thường, cấu trúc chứa lá nhôm-hoặc cấu trúc nồi hấp-nhiệt độ cao - có các yêu cầu khác nhau về loại chất kết dính và trọng lượng lớp phủ. Những khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ trộn chất kết dính cần thiết.

Quy trình sản xuất được thiết lập bằng cách xem xét toàn diện dữ liệu kỹ thuật về chất kết dính, loại sản phẩm, môi trường dịch vụ, dữ liệu thử nghiệm và các yếu tố khác. Vì vậy, tỷ lệ pha trộn trước khi sử dụng phải tuân thủ yêu cầu của quy trình sản xuất, trong khi dữ liệu kỹ thuật về chất kết dính vẫn là tài liệu tham khảo quan trọng.

III. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường và vận hành

Tỷ lệ trộn keo bị ảnh hưởng bởi một số điều kiện khách quan, chủ yếu như sau:

1. Yêu cầu về độ bền của lớp vỏ cán

Các loại sản phẩm khác nhau thường có yêu cầu về độ bền vỏ cụ thể. Bên cạnh việc thiết kế trọng lượng lớp phủ một cách hợp lý, điều này cũng có thể đạt được bằng cách-tinh chỉnh tỷ lệ chất nền-với-chất đóng rắn{4}}. Ví dụ: đối với các màng phủ-nhôm thông thường không sử dụng chất kết dính phủ nhôm-chuyên dụng, việc giảm tỷ lệ chất đóng rắn có thể làm giảm sự phân tách nhôm và cải thiện độ bền của lớp vỏ (phải đánh giá các rủi ro chất lượng khác từ phương pháp này). Liều lượng chất đóng rắn thường giảm 10%–20% dựa trên lượng tiêu chuẩn. Ví dụ: tỷ lệ tiêu chuẩn của bazơ:chất đóng rắn=5:1 có thể được điều chỉnh thành 5:0,8. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, tỷ lệ giảm thiểu thực tế phải được kiểm chứng qua thử nghiệm và ghi lại bằng dữ liệu kỹ thuật tiêu chuẩn.

Đối với các sản phẩm chưng cất ở nhiệt độ-cao, để giảm sự suy giảm độ bền của vỏ sau khi chưng cất, tỷ lệ chất đóng rắn thường tăng từ 3%–5% để tăng cường độ cứng của lớp dính và chống lại sự suy giảm độ bền. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cực cao (độ ẩm > 90%), không nên sản xuất gói retort ngay cả khi tăng lượng chất đóng rắn.

2. Số lượng con lăn sơn

Nhiều nhà sản xuất bao bì có số lượng con lăn tráng màng khô rất hạn chế, đôi khi chỉ sử dụng một con lăn duy nhất cho tất cả các sản phẩm. Khi số lượng dòng không phù hợp nhưng cần có trọng lượng lớp phủ ổn định thì phải điều chỉnh nồng độ làm việc của dung dịch kết dính. Con lăn phủ có các đường mảnh mang lại trọng lượng lớp phủ thấp hơn, do đó cần có nồng độ làm việc thấp hơn bằng cách tăng tỷ lệ dung môi. Con lăn có đường thô mang lại trọng lượng lớp phủ cao hơn, đòi hỏi nồng độ làm việc cao hơn và do đó ít dung môi hơn.

Việc điều chỉnh tỷ lệ để bù đắp cho những hạn chế của con lăn thường làm tăng chi phí (tổn thất bay hơi dung môi) hoặc gây ra các khiếm khuyết về chất lượng như đốm trắng do tắc nghẽn anilox. Trong giới hạn của con lăn phủ, nồng độ làm việc được điều chỉnh bằng cách bổ sung dung môi khác nhau để kiểm soát trọng lượng lớp phủ.

3. Thay đổi theo mùa và Nhiệt độ & Độ ẩm xung quanh

Sự thay đổi theo mùa và thời tiết - chẳng hạn như chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm giữa mùa đông và mùa hè hoặc các đợt ẩm ngắn ở miền nam Trung Quốc - ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ kết dính. Môi trường lý tưởng là 25±5 độ và độ ẩm 50%–60%. Việc duy trì những điều kiện này quanh năm-là điều khó khăn trong các xưởng-nhiệt độ-không được kiểm soát, không{11}}đóng kín.

Trong môi trường-nhiệt độ cao và độ ẩm-cao (độ ẩm > 85%, nhiệt độ > 35 độ ), dung môi bay hơi trong quá trình tuần hoàn chất kết dính trong bể keo. Chất kết dính mát hơn sẽ hấp thụ độ ẩm và nước ngưng tụ có thể trộn vào, tiêu tốn một phần chất đóng rắn. Do đó, khi độ ẩm vượt quá 85%, liều lượng chất đóng rắn thường tăng từ 5%–10% để bù đắp mức tiêu thụ liên quan đến độ ẩm.

Ở nhiệt độ rất thấp, thậm chí ở cùng nồng độ làm việc, độ nhớt tăng lên, cản trở quá trình truyền chất kết dính. Để cải thiện hiệu suất chuyển, tỷ lệ dung môi có thể tăng lên khoảng 10% để giảm độ nhớt trong 2–3 giây. Tuy nhiên, trọng lượng lớp phủ thực tế cũng phụ thuộc vào số lượng dòng anilox, độ sâu tế bào, loại con lăn, tốc độ máy, áp suất, áp suất lưỡi dao cạo và mức độ xử lý corona phim. Hiệu suất phải được xác minh để đảm bảo đạt được trọng lượng lớp phủ mục tiêu. Ngoài ra, có thể sử dụng chất kết dính có độ nhớt cao{7}}rắn-thấp trong điều kiện nhiệt độ-thấp.

4. Độ ổn định độ nhớt

Tỷ lệ kết dính phải được xác định dựa trên hàm lượng chất rắn của chất nền và chất đóng rắn cũng như nồng độ làm việc cần thiết. Như đã lưu ý trước đó, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc liệu-có đạt được trọng lượng lớp phủ được thiết kế theo quy trình hay không, trong đó độ nhớt là rất quan trọng.

Độ nhớt bị ảnh hưởng bởi đặc tính kết dính, tỷ lệ pha trộn (liều lượng dung môi) và nhiệt độ môi trường. Lớp phủ ổn định đòi hỏi độ nhớt của chất kết dính ổn định trong điều kiện nhất quán.

Trong quá trình vận hành, sự bay hơi dung môi liên tục làm tăng độ nhớt và thường làm tăng trọng lượng lớp phủ nếu dung môi không được bổ sung. Vì vậy, trong quá trình sử dụng thường xuyên, độ nhớt phải được ổn định bằng cách bổ sung dung môi theo cách thủ công theo từng khoảng thời gian hoặc thông qua bộ điều khiển độ nhớt tự động. Nồng độ làm việc ổn định đảm bảo trọng lượng lớp phủ ổn định. Việc duy trì độ nhớt mục tiêu cho ứng dụng nhất quán sẽ làm thay đổi tỷ lệ dung môi-kết dính.

5. Chất lượng vật liệu hoặc đặc tính vật liệu bất thường

Những bất thường về vật liệu đề cập đến các vấn đề đã biết chẳng hạn như dư lượng dung môi gốc-cồn trong màng in hoặc độ tinh khiết của dung môi không đạt tiêu chuẩn trước khi chuẩn bị chất kết dính. Ví dụ: nếu cồn isopropyl (hoặc ethanol) trong màng in vượt quá 5 mg/m2, liều lượng chất đóng rắn thường tăng thêm 1%–3%. Nếu sử dụng etyl axetat tái chế với độ tinh khiết dưới 99,5% -, đặc biệt khi tổng lượng cồn và độ ẩm vượt quá 0,2% - chất đóng rắn sẽ tăng thêm 3%–5% để chống lại việc tiêu thụ nhóm isocyanate. Tỷ lệ tiêu chuẩn 5:1 có thể trở thành 5:1,05. Những màng như vậy có rủi ro về chất lượng cao, bao gồm khả năng không đủ độ bền bong tróc và dung môi tồn dư cao dai dẳng.

Lưu ý: Việc điều chỉnh tỷ lệ này chỉ là biện pháp khắc phục khẩn cấp chứ không phải là việc làm thường lệ. Nguyên nhân gốc rễ - dư thừa dung môi và độ tinh khiết dung môi thấp - phải được giải quyết tại nguồn.

Regarding material properties: nylon film is highly hygroscopic. For lamination involving nylon, curing agent is typically increased by 3%–5%, or 5%–10% under high humidity (>85% RH).

6. Tái sử dụng keo thừa

Chất kết dính còn sót lại thường đề cập đến chất kết dính đã chuẩn bị được thu hồi từ thùng keo (chất kết dính không trộn lẫn trong hộp đựng nguyên bản kín thường có thể được sử dụng bình thường). Thời hạn sử dụng của chất kết dính còn sót lại thường không quá 48 giờ hoặc 12 giờ đối với chất kết dính khô nhanh. Ngay cả khi được bảo quản ở nhiệt độ 4 độ, nó có thể nhũ hóa và chuyển sang màu trắng theo thời gian; chất kết dính bị nhũ hóa nghiêm trọng phải được loại bỏ.

Để tiết kiệm chi phí, chất kết dính còn sót lại-được lưu trữ ngắn hạn có thể được tái sử dụng bằng cách trộn với chất kết dính mới. Hỗn hợp này được điều chỉnh đến nồng độ làm việc cần thiết theo tỷ lệ chất kết dính mới, được khuấy trộn hoàn toàn và đo độ nhớt của nó. Chất kết dính còn sót lại được trộn với chất kết dính mới ở mức 5%–30% trọng lượng, khuấy kỹ và kiểm tra lại độ nhớt.

Nếu độ nhớt thấp hơn chất kết dính mới, hãy thêm chất nền và chất đóng rắn theo tỷ lệ để khôi phục độ nhớt ban đầu (thường do chất pha loãng dư thừa khi làm sạch anilox).

Nếu độ nhớt cao hơn, hãy thêm dung môi mới để đạt được độ nhớt mục tiêu (do dung môi bay hơi quá mức và hàm lượng chất rắn cao).

Tỷ lệ pha trộn phụ thuộc vào loại sản phẩm: chấp nhận được đối với sản phẩm thông thường, không khuyến khích đối với gói vặn lại. Sự nhũ hóa càng nghiêm trọng thì tỷ lệ càng thấp. Việc bổ sung chất kết dính còn sót lại sẽ làm thay đổi tỷ lệ dung môi-của chất kết dính.

Việc tái sử dụng chất kết dính còn sót lại tiềm ẩn rủi ro về chất lượng và phải dựa trên loại sản phẩm cũng như kinh nghiệm vận hành. Điều quan trọng là chất kết dính còn sót lại chỉ có thể được trộn với chất kết dính mới của cùng một nhà sản xuất và kiểu dáng. Chất kết dính từ các nhà sản xuất khác nhau không thể trộn lẫn được. Đối với các model khác nhau của cùng một nhà sản xuất, hãy làm theo hướng dẫn của nhà cung cấp.

IV. Quản lý tiêu chuẩn hóa

Do tầm quan trọng của việc chuẩn bị chất kết dính thích hợp và tỷ lệ ổn định, việc quản lý tiêu chuẩn hóa là cần thiết trong thực tế. Quy trình vận hành tiêu chuẩn để chuẩn bị chất kết dính cán khô phải bao gồm các yêu cầu vận hành và rủi ro cần tránh, như được tham chiếu trong bảng bên dưới.

Bảng 3

V.

Phần kết luận

Việc chuẩn bị chất kết dính là rất quan trọng trong quá trình cán khô. Điều quan trọng là phải tuân theo các thông số kỹ thuật của quy trình đồng thời xem xét cấu trúc sản phẩm, môi trường sản xuất, hiệu suất kết dính và điều kiện dịch vụ. Phải tuyệt đối tránh những sai sót của con người, chẳng hạn như điều chỉnh tùy tiện liều lượng chất đóng rắn, thời gian trộn không đủ hoặc vô tình bỏ sót chất đóng rắn.

Việc chuẩn bị chất kết dính thích hợp là điều cơ bản để đảm bảo chất lượng sản phẩm được dán khô và không được bỏ qua. Hiện đã có hệ thống trộn keo cán khô chuyên dụng, cho phép chuẩn bị tự động hoặc bán tự động. Các hệ thống này đảm bảo tốt hơn tỷ lệ trộn ổn định, giảm thiểu lỗi của con người trong quá trình chuẩn bị thủ công, kiểm soát chi phí dung môi và hỗ trợ hơn nữa chất lượng cán màng ổn định.