Hvordan oppnå varmeforseglingsytelse i aluminium-plastkompositter: en veiledning

Aluminiumsfolie gir barriereegenskaper til en kompositt, men den har ingen kapasitet til å danne en varmeforsegling av seg selv. Den evnen kommer alltid fra noe som er påført foliens overflate, og produsenter strekker seg etter en av tre forskjellige teknikker for å sette den der: laminering av en separat laget PE-, EMAA- eller EVA-film på folien; ekstruderingsbelegg av et smeltet PE-lag direkte på folien i en enkelt kontinuerlig passasje; eller belegg folien med et smeltelim som først blir aktivt når varme og trykk påføres. Hver rute produserer en kompositt som kan varmeforsegles, men utstyret som er involvert, kostnadsstrukturen og feilmodusene er såpass forskjellige at det å velge feil dukker opp senere - ofte som tetninger som består en innledende inspeksjon og deretter feiler et sted i forsendelses- eller installasjonssyklusen. Denne artikkelen ser på hva som skiller de tre tilnærmingene og hvor hver enkelt passer inn i fleksibel emballasje, HVAC-kanaler og kabel- eller rørisolasjon.

Metode 1: Laminering av en ferdiglaget PE-, EMAA- eller EVA-film

Tørrlaminering binder folien til en film som allerede er ekstrudert og viklet som sin egen rull. Et klebemiddel påføres den ene banen, de to banene bringes sammen under nip-valser, og sammenstillingen går gjennom et herdetrinn før den spaltes og vikles tilbake. Fordi tetningsmiddellaget starter livet som en uavhengig film med sin egen molekylære orientering, har det en tendens til å motstå bøyningssprekker og pinholes bedre enn et lag påført rett på folien.

Filmen som ble valgt for denne ruten setter mye av komposittens senere ytelse:

• LDPE/LLDPE – laveste pris, tilstrekkelig forseglingsstyrke, standardvalg for generell emballasje.
• EVA – tolererer gjentatt bøying godt, men mykner ved lavere temperaturer, så den passer applikasjoner som ikke vil se mye varme under bruk.
• EMAA – dens ioniske grupper binder seg sterkt til aluminiumoksidlaget på folieoverflaten, noe som gir en forsegling som motstår kjemisk angrep og tåler tøffere håndtering; dette gjør det til det vanlige valget for farmasøytiske eller andre tekniske laminater der forseglingsfeil ikke er et alternativ.

Fordi filmen og det klebende bindelaget er separate materialer fra folien, gir laminering omformere det bredeste utvalget av harpikskjemi - hvis et prosjekt krever en tetningsmasse, kan ikke ekstruderingslinjen kjøres, er laminering ofte den eneste praktiske måten å komme dit på.

Aluminium-polyetylen laminatfilm for fleksible poser Dette fleksible AL/PE-laminatet kombinerer foliens barriere med PEs varmeforseglbarhet, noe som gjør det ideelt for flytende og myke produktposer. Den hengende emballasjen sikrer glatte overflater under transport. Se produkt →

Metode to: Ekstrudering av et PE-lag direkte på folien

Ekstrusjonsbelegg hopper over den separate filmen helt. Smeltet PE-harpiks skyves gjennom en flat dyse og støpes rett på den bevegelige foliebanen, hvor den avkjøles og størkner in-line. Det er ikke noe klebende bindelag og ingen forhåndslaget film til kilden, noe som kutter et skritt ut av prosessen og vanligvis reduserer kostnaden per kvadratmeter – en reell fordel for høyvolum, standardemballasje der tetningsmassen ikke trenger å overleve ekstreme forhold.

Avveiningen er at PE påført på denne måten ikke har blitt strukket eller orientert slik en blåst eller støpt film har, så det kan være noe mer utsatt for bøyningssprekker ved gjentatt folding. Korona- eller flammebehandling av folien foran dysen er vanligvis nødvendig for å få tilstrekkelig fukting, siden smeltet PE ikke binder seg til ubehandlet folie så lett som et lamineringslim gjør. Flerlagskonstruksjoner som PET/AL/PE bygges ofte på denne måten, med PE-siden ekstrudert direkte og PET-laget lagt som forsterkning mot riving under selve tettetrinnet.

PET/Aluminium/PE Triplex Barrier Film Et trelags laminat med PET for styrke, aluminium for fullstendig barriere, og PE for pålitelig varmeforsegling. Tilpassbar tykkelse og bredde passer krevende industri- og isolasjonsapplikasjoner. Se produkt →

Metode tre: Belegg folien med et smeltelim

Den tredje ruten legger ikke ned en kontinuerlig film i det hele tatt - den påfører et smeltelim som et belegg, ofte EMAA-basert eller en modifisert polyolefin, uansett hvilken beleggvekt søknaden krever. Fordi limet bare aktiveres når varme og trykk bringer det over mykningspunktet, kan den belagte folien sitte på lager og forsegles ved behov senere i et eget trinn.

Denne metoden fortjener sin plass der folien trenger å binde seg til noe annet enn et annet ark med folie eller plast - skum, metall eller et uregelmessig underlag som en flat film ikke vil passe godt til. Rørisolasjonsmantel og kabelinnpakning er de tydeligste eksemplene: det selvklebende belegget lar aluminiumskompositten gripe en buet eller strukturert overflate på en måte som en laminert film, designet hovedsakelig for folie-til-folie-forsegling, ikke er bygget for.

Aluminium/PET/EMAA tripleksfilm med sterk vedheft Denne triplexen integrerer foliebarriere, PET-styrke og EMAAs eksepsjonelle binding til skum, metall og polymerer. Egnet for rørisolasjon, kabelinnpakning og emballasjestrukturer. Se produkt →

Struktur og overflatekvalitet betyr noe uavhengig av metode

Uansett hvilken av de tre rutene som brukes, må selve folien fortsatt være flat og fri for nålehull eller bretter - et svakt punkt i folien undergraver forseglingen uansett hvordan tetningsmassen kom dit. Det som endrer seg mellom metodene er hvor de svake punktene har en tendens til å dukke opp. En laminert struktur har et tydelig klebende lag som kan sultes eller spres ujevnt; en ekstruderingsbelagt struktur avhenger av hvor godt folien ble behandlet rett før dysen; et smeltebelegg avhenger av tett kontroll av beleggets vekt, siden det vanligvis er tynnere og mindre jevnt enn en hel film. Tverrsnitt av en prøve under et mikroskop vil vanligvis fortelle deg hvilken av de tre prosessene som produserte en gitt rull, bare fra hvordan lagene møtes.

Typiske prosessparametre for hver metode

De tre metodene kjører ved forskjellige temperaturer og hastigheter fordi de løser forskjellige problemer - liming av en forhåndslaget film, støping av smeltet harpiks eller aktivering av et klebende belegg. Områdene nedenfor er utgangspunkt; faktiske innstillinger avhenger sterkt av harpikskvalitet, foliemåler og linjekonfigurasjon, så en prøvekjøring på produksjonsutstyr er fortsatt måten å låse inn endelige tall på.

Ekstruderingsbelegget blir varmest fordi PE må være fullstendig smeltet for å flyte jevnt ut av dysen, mens smeltebelegget forblir lavere siden målet på dette stadiet kun er å påføre limet, ikke å forsegle noe ennå. Lamineringen er lavest av de tre fordi filmen allerede er dannet - varmen her aktiverer bare limet mellom to solide baner.

Praktiske vurderinger for produksjon

Noen få faktorer avgjør om noen av disse tre metodene faktisk holder i skala:

1. Renslighet – olje, støv eller gjenværende fuktighet på folien overvinner fukting i alle tre prosessene, ikke bare én.
2. Overflatebehandling – Corona- eller plasmabehandling er ofte essensielt for ekstruderingsbelegg og kan hjelpe marginal laminering vedheft, men betyr mindre for et smeltebelegg designet for å binde mekanisk.
3. Oppbevaring – laminerte ruller er ganske stabile, men smeltebelagte ruller kan blokkere sammen hvis de stables mens de fortsatt er varme eller lagres et sted for varmt.
4. Testing – peel testing arbeider for laminering og ekstruderingsbelegg; for smeltebelegg betyr verifisering av beleggets vekt like mye som avskallingsresultatet.

En god tommelfingerregel på tvers av alle tre metodene: kompositten skal svikte i filmen eller skumunderlaget før det svikter i sømmen. Hvis det skreller rent fra hverandre ved bindingslinjen, må noe i den spesielle prosessen – limsult, smeltetemperatur eller pelsvekt – justeres.

Defekter som er spesifikke for hver metode

• Delaminering (lamineringsmetode) – vanligvis en lim-sultet binding eller et herdestadium som gikk for fort eller for kjølig.
• Appelsinskall eller dårlig fuktighet (ekstruderingsbelegg) – for lav smeltetemperatur, eller dysespalten eller luftspalten er ikke riktig innstilt for linjehastigheten.
• Kalde flekker eller hull (hot-melt belegg) – pelsvekten er for tynn, eller en ujevn applikatorrull som etterlater bare flekker på folien.
• Pinholes (alle tre) – nesten alltid spores tilbake til krøllet eller skadet folie i stedet for selve fugemassepåføringen.

Velge riktig metode for sluttbruk

For poser og tekniske laminater som trenger en spesifikk harpikskjemi - spesielt der EMAAs kjemiske motstand er viktig - er filmlaminering vanligvis verdt den ekstra kostnaden. For høyvolum, standardemballasje eller kanalbelegg der prisen per kvadratmeter styrer beslutningen, er ekstruderingsbelagt PE vanskelig å slå. Og for alt som må bindes til skum, metall eller en uregelmessig overflate i stedet for til et annet flatt ark – rørisolasjon og kabelinnpakning er de tydeligste tilfellene – er et smeltelimbelegg metoden som faktisk er bygget for den jobben. Kjøpere som vurderer en ny applikasjon er vanligvis bedre å starte med hvordan kompositten må bindes, og deretter jobbe tilbake til metoden, i stedet for å velge en metode først og håpe at sluttbruken passer.

Konklusjon

Det er ikke én "riktig" måte å gjøre en aluminium-plastkompositt varmeforseglbar - det er tre, og hver løser et annet problem. Å laminere en separat PE-, EMAA- eller EVA-film gir det bredeste harpiksvalget og den beste motstanden mot bøyning. Ekstrusjonsbelegg bytter ut noe av den fleksibiliteten for lavere kostnader og raskere gjennomstrømning på standardemballasje. Smeltende limbelegg gir helt opp ideen om en folie-til-folie-forsegling i bytte mot evnen til å binde aluminiumkompositter til skum, metall og andre underlag som en flat film ikke kan håndtere. Å matche metoden til det faktiske bindingskravet – ikke bare til hvilken linje som tilfeldigvis er tilgjengelig – er det som holder forseglingen den sterkeste delen av det ferdige produktet i stedet for dets svake punkt.