การวิเคราะห์ลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ของฟิล์มคอมโพสิตเคลือบอะลูมิเนียม

บทคัดย่อ: บทความนี้วิเคราะห์ปัญหาจุดขาวของฟิล์มคอมโพสิต PET/VMCPP และ PET/VMPET/PE เมื่อนำมาผสมกัน และนำเสนอแนวทางแก้ไขที่เกี่ยวข้อง

ฟิล์มคอมโพสิตเคลือบอะลูมิเนียมเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์แบบอ่อนที่มี "ความมันวาวคล้ายอะลูมิเนียม" เกิดจากการผสมฟิล์มเคลือบอะลูมิเนียม (โดยทั่วไปคือ VMPET/VMBOPP, VMCPP/VMPE เป็นต้น ซึ่ง VMPET และ VMCPP เป็นที่นิยมใช้มากที่สุด) กับฟิล์มพลาสติกใส ใช้ในการบรรจุอาหาร ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ เครื่องสำอาง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ เนื่องจากมีความมันวาวคล้ายโลหะที่ดีเยี่ยม สะดวก ราคาไม่แพง และมีประสิทธิภาพในการกั้นที่ดีพอสมควร จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย (มีคุณสมบัติในการกั้นที่ดีกว่าฟิล์มคอมโพสิตพลาสติก ราคาถูกกว่าและเบากว่าฟิล์มคอมโพสิตอะลูมิเนียม-พลาสติก) อย่างไรก็ตาม มักเกิดจุดขาวขึ้นในระหว่างการผลิตฟิล์มคอมโพสิตเคลือบอะลูมิเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลิตภัณฑ์ฟิล์มคอมโพสิตที่มีโครงสร้าง PET/VMCPP และ PET/VMPET/PE

1. สาเหตุและวิธีแก้ไข “จุดขาว”

คำอธิบายปรากฏการณ์ “จุดขาว”: มีจุดขาวปรากฏให้เห็นชัดเจนบนแผ่นฟิล์มคอมโพสิต ซึ่งอาจกระจายตัวแบบสุ่มและมีขนาดสม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฟิล์มคอมโพสิตที่ไม่พิมพ์ลาย และฟิล์มคอมโพสิตที่ใช้หมึกสีขาวหรือสีอ่อนแบบเต็มแผ่น จะเห็นปรากฏการณ์นี้ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

1.1 แรงตึงผิวไม่เพียงพอที่ด้านชุบอะลูมิเนียมของชั้นเคลือบอะลูมิเนียม

โดยทั่วไป การทดสอบแรงตึงผิวควรดำเนินการบนพื้นผิวโคโรนาของฟิล์มที่ใช้ก่อนการขึ้นรูปคอมโพสิต แต่บางครั้งการทดสอบการเคลือบอะลูมิเนียมก็ถูกละเลย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับฟิล์ม VMCPP เนื่องจากความเป็นไปได้ของการตกตะกอนของสารเติมแต่งโมเลกุลขนาดเล็กในฟิล์มฐาน CPP ทำให้พื้นผิวเคลือบอะลูมิเนียมของฟิล์ม VMCPP ที่เก็บไว้เป็นเวลานานมีแนวโน้มที่จะมีแรงตึงไม่เพียงพอ

1.2 การปรับระดับกาวไม่ดี

สำหรับกาวที่มีส่วนผสมของตัวทำละลาย ควรเลือกความเข้มข้นของสารละลายที่เหมาะสมตามคู่มือผลิตภัณฑ์ เพื่อให้มั่นใจได้ว่ากาวจะกระจายตัวได้ดีที่สุด และควรมีการควบคุมการทดสอบความหนืดในระหว่างกระบวนการผลิตวัสดุผสมอย่างต่อเนื่อง เมื่อความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ควรเติมตัวทำละลายทันที สำหรับสถานประกอบการที่มีเงื่อนไขเหมาะสม สามารถเลือกใช้เครื่องปั๊มกาวอัตโนมัติแบบปิดได้ สำหรับกาวที่ปราศจากตัวทำละลาย ควรเลือกอุณหภูมิความร้อนที่เหมาะสมตามคู่มือผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ ควรพิจารณาถึงระยะเวลาการกระตุ้นการทำงานของกาวที่ปราศจากตัวทำละลาย หลังจากปล่อยทิ้งไว้นาน ควรระบายกาวในลูกกลิ้งวัดปริมาณออกอย่างทันท่วงที

1.3 กระบวนการผลิตวัสดุผสมที่ไม่ดี

สำหรับโครงสร้าง PET/VMCPP เนื่องจากฟิล์ม VMCPP มีความหนาน้อยและยืดหยุ่นได้ง่าย แรงกดของลูกกลิ้งเคลือบจึงไม่ควรสูงเกินไปในระหว่างการเคลือบ และแรงดึงในการม้วนก็ไม่ควรสูงเกินไปเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อโครงสร้าง PET/VMCPP เป็นวัสดุผสม เนื่องจากฟิล์ม PET เป็นฟิล์มที่แข็ง จึงควรเพิ่มแรงกดของลูกกลิ้งเคลือบและแรงดึงในการม้วนให้เหมาะสมในระหว่างการผสม

ควรมีการกำหนดพารามิเตอร์กระบวนการคอมโพสิตที่สอดคล้องกันโดยพิจารณาจากสถานการณ์ของอุปกรณ์คอมโพสิตเมื่อมีการใช้โครงสร้างการเคลือบอะลูมิเนียมที่แตกต่างกัน

1.4 สิ่งแปลกปลอมที่เข้าไปในฟิล์มคอมโพสิตทำให้เกิด “จุดขาว”

สิ่งแปลกปลอมส่วนใหญ่ได้แก่ ฝุ่นละออง เศษยาง หรือเศษวัสดุ ฝุ่นละอองและเศษวัสดุส่วนใหญ่มาจากโรงงาน และมักเกิดขึ้นได้มากหากสุขอนามัยในโรงงานไม่ดี เศษยางส่วนใหญ่มาจากแผ่นยาง ลูกกลิ้งเคลือบ หรือลูกกลิ้งเชื่อม หากโรงงานผลิตวัสดุผสมไม่ใช่โรงงานปลอดฝุ่น ควรพยายามรักษาความสะอาดและความเป็นระเบียบเรียบร้อยของโรงงาน ติดตั้งอุปกรณ์กำจัดฝุ่นหรือตัวกรอง (เครื่องเคลือบ ลูกกลิ้งนำทาง เครื่องเชื่อม และส่วนประกอบอื่นๆ) เพื่อทำความสะอาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งลูกกลิ้งเคลือบ เครื่องขูด ลูกกลิ้งปรับผิว ฯลฯ ควรทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ

1.5 ความชื้นสูงในโรงงานผลิตทำให้เกิด “จุดขาว”

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูฝน เมื่อความชื้นในโรงงาน ≥ 80% ฟิล์มคอมโพสิตจะเกิดปรากฏการณ์ “จุดขาว” ได้ง่ายขึ้น ควรติดตั้งเครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้นในโรงงานเพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้น และคำนวณความน่าจะเป็นของการเกิดจุดขาว สำหรับสถานประกอบการที่มีเงื่อนไขเหมาะสม อาจพิจารณาติดตั้งอุปกรณ์ลดความชื้น สำหรับโครงสร้างคอมโพสิตหลายชั้นที่มีคุณสมบัติในการกั้นที่ดี ควรพิจารณาหยุดการผลิต หรือผลิตโครงสร้างคอมโพสิตแบบชั้นเดียวหรือแบบไม่ต่อเนื่อง นอกจากนี้ ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการทำงานของกาวตามปกติ ขอแนะนำให้ลดปริมาณสารเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ลงอย่างเหมาะสม โดยปกติประมาณ 5%

1.6 พื้นผิวสำหรับติดกาว

หากไม่พบความผิดปกติที่ชัดเจนและไม่สามารถแก้ไขปัญหา "จุดขาว" ได้ อาจพิจารณาใช้กระบวนการเคลือบผิวบนด้านเคลือบอะลูมิเนียมได้ แต่กระบวนการนี้มีข้อจำกัดที่สำคัญหลายประการโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสารเคลือบอะลูมิเนียม VMCPP หรือ VMPET ได้รับความร้อนและแรงดึงในเตาอบ จะมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปจากการดึง และจำเป็นต้องปรับกระบวนการผลิต นอกจากนี้ ความแข็งแรงในการลอกของชั้นเคลือบอะลูมิเนียมอาจลดลงด้วย

1.7 คำอธิบายพิเศษสำหรับสถานการณ์ที่ตรวจไม่พบความผิดปกติใดๆ หลังการปิดระบบ แต่พบ "จุดขาว" ปรากฏขึ้นหลังการเจริญเติบโตเต็มที่:

ปัญหาประเภทนี้มักเกิดขึ้นในโครงสร้างเมมเบรนคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติในการกั้นที่ดี สำหรับโครงสร้าง PET/VMCPP และ PET/VMPET/PE หากโครงสร้างเมมเบรนมีความหนา หรือเมื่อใช้ฟิล์ม KBOPP หรือ KPET จะทำให้เกิด "จุดขาว" ได้ง่ายหลังจากใช้งานไปสักระยะ

ฟิล์มคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติกั้นสูงซึ่งมีโครงสร้างอื่นๆ ก็มีแนวโน้มที่จะประสบปัญหาเดียวกันนี้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น การใช้ฟอยล์อลูมิเนียมหนาหรือฟิล์มบางๆ เช่น KNY

สาเหตุหลักของปรากฏการณ์ "จุดขาว" นี้คือการรั่วไหลของก๊าซภายในเยื่อคอมโพสิต ก๊าซนี้อาจเป็นตัวทำละลายที่ตกค้างหรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างสารเร่งปฏิกิริยากับไอน้ำ เมื่อก๊าซรั่วไหลออกมาแล้ว เนื่องจากคุณสมบัติในการกั้นที่ดีของฟิล์มคอมโพสิต จึงไม่สามารถระบายออกได้ ทำให้เกิด "จุดขาว" (ฟองอากาศ) ขึ้นในชั้นคอมโพสิต

วิธีแก้ปัญหา: ในการผสมกาวที่มีส่วนผสมของตัวทำละลาย ควรตั้งค่าพารามิเตอร์ของกระบวนการ เช่น อุณหภูมิเตาอบ ปริมาณอากาศ และแรงดันลบ ให้เหมาะสม เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีตัวทำละลายตกค้างอยู่ในชั้นกาว ควบคุมความชื้นในห้องปฏิบัติการ และเลือกใช้ระบบเคลือบกาวแบบปิด พิจารณาใช้สารเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ก่อให้เกิดฟองอากาศ นอกจากนี้ เมื่อใช้กาวที่มีส่วนผสมของตัวทำละลาย จำเป็นต้องทดสอบปริมาณความชื้นในตัวทำละลาย โดยมีข้อกำหนดว่าปริมาณความชื้นต้องไม่เกิน 0.03%

ข้างต้นเป็นการแนะนำเกี่ยวกับปรากฏการณ์ "จุดขาว" ในฟิล์มคอมโพสิต แต่ในกระบวนการผลิตจริงนั้นมีสาเหตุหลายประการที่อาจทำให้เกิดปัญหาดังกล่าว และจำเป็นต้องมีการพิจารณาและปรับปรุงแก้ไขโดยอิงจากสถานการณ์การผลิตจริง