La plastificatrice senza solventi deve essere dotata di rulli di raffreddamento durante la laminazione di fogli di alluminio, altrimenti la qualità della laminazione sarà notevolmente ridotta. Il motivo principale risiede nelle caratteristiche fisiche del foglio di alluminio e nelle caratteristiche della reazione di polimerizzazione dell'adesivo privo di solventi-:
1. Conduttività termica e non-penetrazione del foglio di alluminio:
Eccellente conduttività termica: il foglio di alluminio è un metallo con una conduttività termica molto elevata. Ciò significa che può assorbire e condurre rapidamente il calore generato dalla reazione di indurimento dell'adesivo.
Non traspirante: A differenza della pellicola di plastica, il foglio di alluminio non è assolutamente traspirante. Le piccole molecole sottoprodotti-(come vapore acqueo, anidride carbonica, ecc.) prodotte durante la reazione di polimerizzazione dell'adesivo non possono fuoriuscire attraverso il foglio di alluminio.
2. Reazione esotermica dell'adesivo privo di solventi-:
Reazione chimica esotermica: gli adesivi-senza solventi (in particolare il poliuretano bi-componente) subiranno una violenta reazione chimica (reticolazione e indurimento) dopo la miscelazione, che è esotermica. Maggiore è la velocità di reazione, maggiore sarà il calore generato per unità di tempo.
Sensibilità alla temperatura: la velocità di reazione dell'adesivo è altamente sensibile alla temperatura. Più alta è la temperatura, più velocemente la velocità di reazione aumenta in modo esponenziale.
3.Problemi causati dalla mancanza del rullo di raffreddamento:
Accumulo di calore: a causa della rapida conduzione del calore ma della natura non-porosa del foglio di alluminio, il calore generato dallo strato adesivo verrà rapidamente trasferito al foglio di alluminio dopo la laminazione. Se il rullo di raffreddamento non riesce a rimuovere questo calore in tempo e con forza, il calore si accumulerà rapidamente all'interno del foglio di alluminio e dello strato adesivo, provocando un forte aumento della temperatura locale.
Reazione incontrollata (reazione eccessiva):
Indurimento rapido: l'elevata temperatura accelera notevolmente la reazione di indurimento dell'adesivo. La velocità di reazione è troppo elevata, con conseguente:
Sbiancamento dello strato di gel: la catena molecolare non può disporsi in modo ordinato e reticolare completamente, formando una struttura fragile e diminuendo la flessibilità.
Aumento dello stress interno: una polimerizzazione rapida porta a un restringimento volumetrico irregolare e a un enorme stress interno.
Scarsa bagnabilità e distensione: la viscosità dell'adesivo aumenta rapidamente in un tempo molto breve, perde fluidità e non riesce a bagnare completamente la superficie di un altro supporto (soprattutto se l'altro strato è un film plastico), con conseguente mancanza locale di colla o adesione insufficiente.
Bolle/macchie bianche: questo è il problema più tipico e grave.
Gassificazione/espansione del sottoprodotto: i sottoprodotti di piccole molecole (vapore acqueo, CO₂, ecc.) prodotti dalla reazione di solidificazione vengono vaporizzati o espansi più facilmente ad alta temperatura.
Nessuna fuga: il gas è intrappolato tra due strati di substrato (soprattutto se anche l'altro lato è un foglio di alluminio o una pellicola ad alta barriera) e non può fuoriuscire attraverso il foglio di alluminio.
Difetti di formazione: quando la viscosità dell'adesivo è bassa ad alta temperatura, è facile che il gas formi bolle; quando l'elevata temperatura accelera l'indurimento e la viscosità aumenta rapidamente, le bolle si "congelano" nello strato adesivo, formando bolle visibili o macchie bianche, che ne danneggiano gravemente l'aspetto e le proprietà barriera.
I problemi sulla superficie del foglio di alluminio peggiorano: l'alta temperatura può rendere più attivi i residui oleosi o gli agenti inquinanti sulla superficie del foglio di alluminio, interferire con l'adesione dell'adesivo alla superficie del foglio di alluminio e ridurre la resistenza alla pelatura.
Peggioramento della qualità dell'avvolgimento ("effetto panino al vapore"): Senza rulli di raffreddamento per la riduzione della temperatura, il materiale di laminazione rimane eccessivamente caldo durante l'avvolgimento. Il calore intrappolato all'interno della bobina non riesce a dissiparsi in modo efficiente, creando una "camera isolata". L'esposizione prolungata alle alte temperature esacerba reazioni eccessive, formazione di bolle e problemi di stress interno. Ciò porta a difetti critici tra cui delaminazione su larga-scala, strati adesivi fragili e persino adesione del nucleo (comunemente noto come fenomeno del "nucleo di zucchero").
4.Funzione principale del rullo di raffreddamento:
Dissipazione forzata del calore: il rullo di raffreddamento (solitamente un rullo metallico con acqua refrigerante circolante all'interno) è a stretto contatto con il materiale di laminazione (superficie del foglio di alluminio) e il calore generato dal materiale di laminazione e dallo strato adesivo viene rimosso in modo rapido ed efficiente attraverso la conduzione del calore.
Controllo della temperatura di reazione: la temperatura dello strato adesivo viene mantenuta a un intervallo relativamente basso e stabile (solitamente molto al di sotto della temperatura critica dell'adesivo per una reazione intensa). Ciò garantisce che la reazione di indurimento dell'adesivo avvenga con una velocità controllabile, uniforme e moderata.
Ridurre la temperatura del sistema: l'abbassamento della temperatura rende il gas sottoprodotto della reazione meno incline alla vaporizzazione e all'espansione e l'adesivo può mantenere un tempo relativamente lungo di bassa viscosità, il che favorisce più tempo per lo scarico delle bolle dal bordo nella fase iniziale (sebbene la superficie del foglio di alluminio non possa essere scaricata, ma se l'altro lato è una pellicola di plastica, è presente un canale di scarico per il gas).
Dimensioni stabili: il raffreddamento rapido aiuta a stabilizzare le dimensioni del foglio di alluminio e dei materiali di laminazione, riducendo lo stress causato dall'espansione termica e dalla contrazione a freddo.
Garantire la qualità dell'avvolgimento: avvolgere il materiale a una temperatura prossima alla temperatura ambiente per evitare successivi problemi di qualità causati dall'elevata temperatura nell'avvolgimento.
riassumere:
L'eccezionale conduttività termica del foglio di alluminio lo rende un "conduttore di calore efficiente" per le reazioni esotermiche negli adesivi per laminazione-senza solventi. La sua completa impermeabilità funge da “perfetto contenimento” per i gas sottoprodotti della reazione. Senza rulli di raffreddamento per dissipare il calore, la temperatura dello strato adesivo salirebbe alle stelle, causando la perdita di controllo della reazione di polimerizzazione (velocità eccessiva o polimerizzazione eccessiva), espansione del gas che forma bolle e degrado dell'adesivo (fragilità ed elevato stress interno). Questi problemi potrebbero portare a difetti di qualità più gravi dopo l'avvolgimento. Pertanto, i rulli di raffreddamento non sono solo un "abbellimento" per la laminazione di fogli di alluminio-senza solventi-: sono componenti essenziali che garantiscono sia la qualità della laminazione che la fattibilità del processo. La loro funzione principale è quella di rimuovere in modo rapido ed efficiente il calore di reazione, mantenendo la temperatura entro un intervallo di sicurezza.