Zusammenfassung: Dieser Artikel stellt hauptsächlich die Kontrollpunkte des lösungsmittelfreien Verbundprozesses vor, einschließlich Temperaturkontrolle, Kontrolle der Beschichtungsmenge, Spannungskontrolle, Druckkontrolle, Abstimmung von Tinte und Klebstoff, Kontrolle der Luftfeuchtigkeit und ihrer Umgebung, Vorwärmen des Klebstoffs usw.
Lösungsmittelfreie Verbundwerkstoffe finden zunehmend Anwendung, und die optimale Nutzung dieses Verfahrens ist für alle Beteiligten von großem Interesse. Um dies zu gewährleisten, empfiehlt der Autor Unternehmen mit entsprechenden Voraussetzungen dringend den Einsatz mehrerer lösungsmittelfreier Anlagen oder Doppelklebezylinder. Dabei sollten zwei Klebstoffzylinder verwendet werden: einer mit einem Universalklebstoff, der den Großteil der Produktstruktur abdeckt, und ein weiterer mit einem funktionellen Klebstoff, der je nach Produktstruktur des Kunden für die Oberfläche oder die innere Schicht geeignet ist.
Die Vorteile eines Doppelgummizylinders liegen auf der Hand: Er erweitert das Anwendungsspektrum lösungsmittelfreier Verbundwerkstoffe, reduziert Emissionen, senkt die Kosten und arbeitet hocheffizient. Zudem entfällt die Notwendigkeit, den Klebstoffzylinder häufig zu reinigen oder Klebstoffe zu wechseln, wodurch Abfall reduziert wird. Die Auswahl des Klebstoffs kann individuell an Produkt- und Kundenanforderungen angepasst werden, um die Produktqualität zu gewährleisten.
Im Zuge der langfristigen Kundenbetreuung habe ich auch einige Prozesskontrollpunkte zusammengefasst, die beachtet werden müssen, um bei der Herstellung lösungsmittelfreier Verbundwerkstoffe gute Arbeit zu leisten.
1. Reinigen
Um einen guten lösungsmittelfreien Verbundwerkstoff zu erhalten, ist Sauberkeit das A und O – ein Punkt, der von Unternehmen leicht übersehen wird.
Die feststehende starre Walze, die Messwalze, die Beschichtungswalze, die Beschichtungsdruckwalze, die Verbundwalze, das Mischführungsrohr, der Haupt- und Härterbehälter der Mischmaschine sowie verschiedene Führungswalzen müssen sauber und frei von Fremdkörpern sein, da Fremdkörper in diesen Bereichen Blasen und weiße Flecken auf der Oberfläche des Verbundfilms verursachen.
2. Temperaturregelung
Hauptbestandteil des lösungsmittelfreien Klebstoffs ist NCO, während OH als Härter dient. Die Dichte, Viskosität und Eigenschaften der Haupt- und Härter sowie Faktoren wie Lebensdauer, Temperatur, Aushärtungstemperatur und -dauer des Klebstoffs beeinflussen die Qualität des Verbundwerkstoffs.
Lösemittelfreier Polyurethanklebstoff weist aufgrund des Fehlens kleiner Lösemittelmoleküle, starker intermolekularer Kräfte und der Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen bei Raumtemperatur eine hohe Viskosität auf. Durch Erhitzen lässt sich die Viskosität effektiv reduzieren, jedoch kann eine zu hohe Temperatur leicht zur Gelierung führen, wodurch hochmolekulare Harze entstehen, die das Beschichten erschweren oder ungleichmäßig machen. Daher ist die Kontrolle der Beschichtungstemperatur von entscheidender Bedeutung.
Im Allgemeinen geben Klebstofflieferanten ihren Kunden einige Anwendungsparameter als Referenz an, wobei die Anwendungstemperatur üblicherweise als Bereichswert angegeben wird.
Je höher die Temperatur vor dem Mischen, desto niedriger die Viskosität; je höher die Temperatur nach dem Mischen, desto höher die Viskosität.
Die Temperaturregelung der Mess- und Beschichtungswalze hängt hauptsächlich von der Viskosität des Klebstoffs ab. Je höher die Viskosität des Klebstoffs, desto höher die Temperatur der Messwalze. Die Temperatur der Verbundwalze lässt sich im Allgemeinen auf etwa 50 ± 5 °C einstellen.
3. Klebstoffmengenkontrolle
Je nach Verbundwerkstoff können unterschiedliche Klebstoffmengen verwendet werden. Wie in der Tabelle dargestellt, ist der ungefähre Bereich der Klebstoffmenge angegeben. Die Kontrolle der Klebstoffmenge in der Produktion wird hauptsächlich durch den Spalt und das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Messwalze und Festwalze bestimmt.Klebstoffauftragsmenge
4. Druckregelung
Da die Beschichtungswalze die aufgetragene Klebstoffmenge durch den Spalt und das Geschwindigkeitsverhältnis zweier Leichtwalzen steuert, beeinflusst der Beschichtungsdruck die aufgetragene Klebstoffmenge direkt. Je höher der Druck, desto geringer die aufgetragene Klebstoffmenge.
5. Die Kompatibilität zwischen Tinte und Klebstoff
Die Kompatibilität zwischen lösungsmittelfreien Klebstoffen und Druckfarben ist heutzutage im Allgemeinen gut. Wenn Unternehmen jedoch den Druckfarbenhersteller oder das Klebstoffsystem wechseln, müssen sie weiterhin Kompatibilitätstests durchführen.
6. Spannungsregelung
Die Spannungsregelung ist bei lösungsmittelfreien Kompositen von großer Bedeutung, da deren anfängliche Haftung recht gering ist. Stimmen die Spannungen der Vorder- und Rückseite der Membranen nicht überein, besteht die Möglichkeit, dass die Membranen während des Reifungsprozesses unterschiedlich schrumpfen, was zur Bildung von Blasen und Kanälen führen kann.
Generell sollte die zweite Zuführung so weit wie möglich reduziert werden. Bei dickeren Folien sind die Spannung und Temperatur der Verbundwalze entsprechend zu erhöhen. Ein Einrollen der Verbundfolie sollte möglichst vermieden werden.
7. Luftfeuchtigkeit und Umgebungsbedingungen kontrollieren
Überwachen Sie regelmäßig die Luftfeuchtigkeit und passen Sie das Verhältnis von Haupt- und Härter entsprechend an. Aufgrund der schnellen Aushärtung des lösungsmittelfreien Verbundmaterials kann es bei zu hoher Luftfeuchtigkeit dazu kommen, dass der mit Klebstoff beschichtete Verbundfilm weiterhin mit der Luftfeuchtigkeit in Kontakt kommt. Dies verbraucht NCO und kann zu Problemen wie unvollständiger Klebstofftrocknung und schlechter Ablösung führen.
Aufgrund der hohen Geschwindigkeit der lösungsmittelfreien Laminieranlage erzeugt das verwendete Substrat statische Elektrizität. Dadurch zieht die Druckfolie leicht Staub und Verunreinigungen an, was die Produktqualität beeinträchtigt. Daher sollte die Produktionsumgebung relativ geschlossen sein und die Werkstatt innerhalb des erforderlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereichs gehalten werden.
8. Vorwärmen des Klebstoffs
Im Allgemeinen muss der Klebstoff vor dem Einbringen in den Zylinder vorgewärmt werden, und der gemischte Klebstoff kann erst nach dem Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur aufgetragen werden, um die Übertragungsrate des Klebstoffs zu gewährleisten.
9. Schlussfolgerung
In der aktuellen Phase, in der lösungsmittelfreie und trockene Verbundwerkstoffe parallel existieren, müssen Unternehmen die Anlagenauslastung und Rentabilität maximieren. Der Prozess kann auf lösungsmittelfreie Verbundwerkstoffe ausgerichtet sein, jedoch nicht auf trockene. Eine sinnvolle und effiziente Produktionsplanung sowie die optimale Nutzung der vorhandenen Anlagen sind daher unerlässlich. Durch Prozesskontrolle und die Erstellung präziser Betriebsanweisungen lassen sich unnötige Produktionsverluste reduzieren.
Veröffentlichungsdatum: 21. Dezember 2023