7.5. Методы дальнейшей переработки

7.5.1. Клеевое ламинирование пленки

При ламинировании полимерных пленок две или более пленок соединяют при по­мощи клея (на водной основе, на основе растворителя или сухого). Ламинирование представляет собой альтернативу соэкструзии, где при изготовлении пленки соеди­няются два или более слоя расплава полимера. При экструзионном ламинировании ламинирование осуществляется с использованием расплава полимера в качестве и клея, и барьерного слоя. Кроме того, возможно ламинирование без использования адгезива — например, ламинирование термопластов с помощью лазера.

Выбор метода ламинирования или соэкструзии достаточно сложен и зависит от нескольких факторов, а именно:

· требований к фасуемому продукту с точки зрения его срока годности и ба­рьерных свойств упаковки;

· типа упаковки, способов обращения с ней на каждой технологической стадии и размеров партий продукции;

· возможности нанесения печати на соэкструзионную пленку только на поверх­ность, тогда как на ламинированных пленках печать может наноситься на от­дельные слои ламината, то есть быть послойной, что гарантирует стойкость к истиранию, глянец и прозрачность (в зависимости от требований к пленке);

· при изготовлении упаковки печать и ламинирование могут происходить в ходе одной операции; если это невозможно, то будет сложно обосновать по­вышение себестоимости из-за применения дополнительного технологическо­го процесса; при этом следует учитывать себестоимость альтернативных ва­риантов обеспечения необходимой защиты фасуемого продукта — как за счет выбора отдельного полимера, так и с помощью соэкструдирования;

· учета толщины пленки для обеспечения требуемых барьерных свойств, осо­бенно если она будет толще идеальной и более жесткой, что создает пробле­мы при термосваривании и трудности при транспортировке (температурная область термосваривания из-за плохой теплопередачи может быть сужена, а сохранение теплоты после герметизации шва может способствовать его рас­крытию);

· с другой стороны, более толстый материал будет более жестким, благодаря чему с упаковками из такого материала легче работать и он лучше выглядит на витрине (выкладке), чем упаковка из более тонкого материала; при ламинировании на первый план выходит проблема различного натяже­ния каждого слоя пленки, и нередко ламинаты скручиваются; там, где пленку режут, а затем протягивают или растягивают, обрезная кромка должна быть как можно более плоской, что гарантирует надежность ее прохода через упа­ковочную машину.

По вопросам ламинирования и соэкструзии имеется огромное количество лите­ратуры. При выборе того или иного подхода на практике следует учитывать как тех­нические, так и коммерческие факторы [7].

Адгезивов для ламинирования предлагается очень много. ПВА и другие адгезивы на водной основе, сохраняющие эластичность и обеспечивающие длительный срок годности упакованных продуктов, могут оказаться неспособными обеспечить удо­влетворительную адгезию к полиолефинам (ПЭ и ПП) с их инертной поверхностью и отличными барьерными свойствами по отношению к влаге. При использовании таких адгезивов перед применением ламината необходим длительный период суш­ки, причем фактически одним из субстратов должны быть бумага или картон, обе­спечивающие возможность диспергирования влаги.

Для получения пленок с барьерными свойствами более предпочтительны поли­уретаны и другие адгезивы, образующие трехмерную структуру. Их обычно нано­сят гравировальным валком, расположенным в конце печатной машины, а пленки соединяют под давлением, используя покрытия плотностью 1-3 г/м². Здесь очень важен тщательный подбор покрытий, поскольку выделяющийся углекислый газ может образовывать маленькие пузырьки и ухудшать визуальные характеристики готового ламината. В некоторых пленочных структурах возможно реагирование клея с покрытием, что зачастую может привести к обесцвечиванию пленки. В этом случае рекомендуется обратиться за консультацией к поставщикам печатных красок и клеев. Нормальной считается адгезионная прочность в несколько сот граммов на 25 мм, дающая прочное долговременное склеивание.

Существует определенная тенденция к переходу от адгезионных систем на осно­ве органических растворителей к адгезионным системам на водной основе и к сухим клеям, что, как утверждается, снижает эмиссию растворителя. Сухие клеи — это ма­териалы, сшивающиеся с полимером под действием приложенной теплоты, УФ из­лучения или электронного пучка. Кроме того, к этой группе относят также горячие клеи-расплавы на основе восков и ЭВ А, а также ПЭ, используемый для экструзион- ного ламинирования.

С увеличением скорости печати стали применять в основном двухстадийный процесс, при котором нанесение печати осуществляется после собственно ламини­рования. Это позволяет лучше обеспечить технологический контроль, так как эти две системы относительно независимы.

7.5.2. Экструзионное ламинирование

На поверхность ламината наносят при помощи экструдера расплав ПЭ, а затем, пока ПЭ находится еще в расплавленном состоянии, в узле ламинирования он соединя­ется со вторым слоем пленки. Возможно использование ПЭ-слоя небольшой массы (обычно 7-10 г/м²) и как адгезива, и как средства увеличения жесткости ламината вследствие увеличения общей толщины. Зачастую перед ламинированием поли­этиленом и для получения прочности соединения 200 г/25 мм² (рис. 7.15) бывает необходимо прогрунтовать поверхности пленки.

 

Для многих областей применения, где структура ламината не испытывает высо­ких напряжений, фактически требуется минимальная прочность ламината около ^{г/25 мм} • ^{Риск здесь состоит} в том, что сила сцепления слоев ламината друг с другом со временем может снижаться, и, следовательно, требования к прочности связи должны быть выше минимально допустимых значений.

7.5.3. Термическое ламинирование

Если каждая из двух пленок обладает способностью к термосвариванию, то мож­но соединить их вместе путем пропускания через нагретые прижимные валики При отсутствии клея конечная масса ламината будет равна сумме масс исходных компонентов. Эту технологию можно использовать для пленок, каждая из кото­рых характеризуется низкой температурой сварки, поскольку при нагревании до высокой температуры пленки при натяжении могут усаживаться, вызывая коро­бление, или растягиваться под нагрузкой. По мере приближения к своему пределу эластичности пленка может скручиваться из-за несколько большей усадки одного из слоев. Прочность связи в зависимости от исходных покрытий должна быть вы­сокой. Такой способ ламинирования не очень распространен в производстве ла- минатов для пищевой промышленности, но широко используется в производстве материалов для ооложек книг. Отдельным видом термического ламинирования является лазерное, при котором для активации соединяемых поверхностей ис­пользуется лазер [12].