De oplosmiddelvrije laminator moet bij het lamineren van aluminiumfolie worden uitgerust met koelrollen, anders wordt de lamineerkwaliteit aanzienlijk verminderd. De belangrijkste reden ligt in de fysieke kenmerken van aluminiumfolie en de uithardingsreactie-eigenschappen van oplosmiddel-vrije lijm:
1. Thermische geleidbaarheid en niet-penetratie van aluminiumfolie:
Uitstekende thermische geleidbaarheid: Aluminiumfolie is een metaal met een zeer hoge thermische geleidbaarheid. Dit betekent dat het de warmte die wordt gegenereerd door de uithardingsreactie van de lijm snel kan absorberen en geleiden.
Niet ademend: In tegenstelling tot plasticfolie is aluminiumfolie absoluut niet ademend. De sporen van kleine moleculen bij-producten (zoals waterdamp, koolstofdioxide, enz.) die tijdens de uithardingsreactie van de lijm worden geproduceerd, kunnen niet door de aluminiumfolie ontsnappen.
2. Exotherme reactie van oplosmiddel-vrije lijm:
Exotherme chemische reactie: Oplosmiddel-vrije lijmen (vooral twee- polyurethaan) zullen na het mengen een heftige chemische reactie (verknoping en uitharding) ondergaan, die exotherm is. Hoe sneller de reactiesnelheid, hoe meer warmte er per tijdseenheid wordt gegenereerd.
Temperatuurgevoeligheid: De reactiesnelheid van de lijm is zeer temperatuurgevoelig. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de reactiesnelheid exponentieel toeneemt.
3. Problemen veroorzaakt door een gebrek aan koelrol:
Warmteaccumulatie: vanwege de snelle warmtegeleiding maar niet-poreuze aard van aluminiumfolie, wordt de door de lijmlaag gegenereerde warmte na het lamineren snel overgedragen op de aluminiumfolie. Als de koelwals deze warmte niet tijdig en krachtig afvoert, zal de warmte zich snel ophopen in de aluminiumfolie- en lijmlaag, waardoor de plaatselijke temperatuur sterk stijgt.
Ongecontroleerde reactie (overreactie):
Snelle uitharding: Hoge temperaturen versnellen de uithardingsreactie van de lijm aanzienlijk. De reactiesnelheid is te snel, wat resulteert in:
Verbleken van de gellaag: de moleculaire keten kan niet op een ordelijke manier ordenen en volledig verknopen, waardoor een brosse structuur ontstaat en de flexibiliteit afneemt.
Toename van interne spanning: Snelle uitharding leidt tot ongelijkmatige volumekrimp en enorme interne spanning.
Slechte bevochtiging en verspreiding: De viscositeit van de lijm stijgt snel in zeer korte tijd, verliest vloeibaarheid en kan het oppervlak van een ander substraat niet volledig bevochtigen (vooral als de andere laag een plastic film is), wat resulteert in een plaatselijk gebrek aan lijm of onvoldoende hechting.
Bellen/witte vlekken: Dit is het meest typische en ernstige probleem.
Vergassing/expansie van bijproducten: Bijproducten van kleine moleculen (waterdamp, CO₂, enz.) geproduceerd door de stollingsreactie worden gemakkelijker verdampt of geëxpandeerd bij hoge temperatuur.
Geen ontsnapping mogelijk: het gas zit vast tussen twee lagen substraat (vooral als de andere kant ook aluminiumfolie of een film met hoge barrière is) en kan niet door de aluminiumfolie ontsnappen.
Vormingsdefecten: wanneer de viscositeit van de lijm laag is bij hoge temperaturen, kan gas gemakkelijk bellen vormen; wanneer de hoge temperatuur de uitharding versnelt en de viscositeit snel stijgt, worden de belletjes in de lijmlaag "bevroren", waardoor zichtbare belletjes of witte vlekken ontstaan, die het uiterlijk en de barrière-eigenschappen ernstig beschadigen.
Problemen met het oppervlak van aluminiumfolie verergeren: Hoge temperaturen kunnen de sporen van olie of verontreinigende stoffen op het aluminiumfolieoppervlak actiever maken, de hechting van de lijm aan het aluminiumfolieoppervlak verstoren en de afpelsterkte verminderen.
Verslechtering van de kwaliteit van het terugspoelen ("stoombroodje-effect"): Zonder koelrollen voor temperatuurverlaging blijft het lamineermateriaal tijdens het wikkelen extreem heet. De warmte die in de spoel wordt opgesloten, kan niet efficiënt worden afgevoerd, waardoor een "geïsoleerde kamer" ontstaat. Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen verergert overmatige reacties, belvorming en interne stressproblemen. Dit leidt tot kritieke defecten, waaronder delaminatie op grote schaal, broze lijmlagen en zelfs hechting aan de kern (algemeen bekend als het fenomeen "suikerkern").
4. Kernfunctie van koelrol:
Geforceerde warmteafvoer: de koelrol (meestal een metalen rol met circulerend koelwater erin) staat in nauw contact met het lamineermateriaal (oppervlak van aluminiumfolie) en de warmte die wordt gegenereerd door het lamineermateriaal en de lijmlaag wordt snel en efficiënt verwijderd door warmtegeleiding.
Controle reactietemperatuur: De temperatuur van de lijmlaag wordt op een relatief laag en stabiel bereik gehouden (meestal ver onder de kritische temperatuur van de lijm voor intense reactie). Dit zorgt ervoor dat de uithardingsreactie van de lijm met een controleerbare, uniforme en gematigde snelheid wordt uitgevoerd.
Verlaag de temperatuur van het systeem: Door de temperatuur te verlagen wordt het bijproductgas van de reactie minder gevoelig voor verdamping en uitzetting, en de lijm kan een relatief lange tijd van lage viscositeit behouden, wat bevorderlijk is voor meer tijd voor het afvoeren van bellen vanaf de rand in de beginfase (hoewel het oppervlak van de aluminiumfolie niet kan worden afgevoerd, maar als de andere kant een plastic film is, is er een afvoerkanaal voor gas).
Stabiele afmetingen: Snelle koeling helpt de afmetingen van aluminiumfolie en lamineringsmaterialen te stabiliseren, waardoor de spanning veroorzaakt door thermische uitzetting en koude krimp wordt verminderd.
Zorg voor de kwaliteit van de wikkeling: zorg ervoor dat het materiaal wordt opgewonden op een temperatuur die dicht bij kamertemperatuur ligt om daaropvolgende kwaliteitsproblemen veroorzaakt door hoge temperaturen in de wikkeling te voorkomen.
samenvattend:
De uitzonderlijke thermische geleidbaarheid van aluminiumfolie maakt het tot een 'efficiënte warmtegeleider' voor exotherme reacties in oplosmiddel-vrije lamineerkleefstoffen. De volledige ondoordringbaarheid ervan fungeert als een "perfecte insluiting" voor bijproductgassen van de reactie. Zonder koelrollen die de warmte afvoeren, zou de temperatuur van de lijmlaag omhoogschieten, waardoor de uithardingsreactie uit de hand loopt (te hoge snelheid of over-uitharding), gasuitzetting waardoor belletjes ontstaan en de lijmafbraak (brosheid en hoge interne spanning). Deze problemen kunnen na het opwikkelen tot ernstigere kwaliteitsfouten leiden. Daarom zijn koelrollen niet slechts een "versiering" voor het lamineren van oplosmiddelen-vrij aluminiumfolie-het zijn essentiële componenten die zowel de lamineringskwaliteit als de haalbaarheid van het proces garanderen. Hun kernfunctie is het snel en efficiënt afvoeren van reactiewarmte, waardoor de temperatuur binnen een veilig bereik blijft.