Jokainen rullalta rullalle -tuotantolinja, joka kulkee uunin, laminaattorin tai kuumasulatusaseman läpi, asettaa sen läpi kulkevalle kalvolle piilotetun vaatimuksen: kestää lämpöä menettämättä muotoa, lujuutta tai pinnan eheyttä. A lemmikkieläinten elokuva joka toimii hyvin huoneenlämmössä, voi silti epäonnistua heti, kun se tulee lämpömuovaustunneliin tai nopeaan metallointikammioon, koska lämmönkestävyys ei ole yksittäinen ominaisuus. Se on yhdistelmä mittastabiiliutta, mekaanista pysyvyyttä ja pintakemiaa, joka tulee näkyviin vasta, kun materiaali joutuu lämpörasitukseen.
Insinöörit, jotka valitsevat kalvoa uunipakkauksille, maalarinteippitaustalle, joustavalle piirilaminaatiolle tai korkean lämpötilan irrotettaville vuorauksille, kysyvät todella yhden kysymyksen: kuinka paljon lämpöä tämä substraatti voi imeä ennen kuin se kutistuu, käpristyy tai irtoaa. Tässä artikkelissa tämä kysymys jaetaan mitattavissa oleviin osiin käyttämällä toimialaa edustavia tietoja merkkivertailujen sijaan, jotta ostajat ja prosessiinsinöörit voivat arvioida kalvon tekniset tiedot omien ansioidensa mukaan.
A polyesterikalvo joka on erityisesti stabiloitu lämpöaltistusta varten, eroaa tavallisesta ekstruusiosta useilla mitattavissa tavoilla. Valmistajat säätävät tyypillisesti tuotannon suuntausta ja lämmönsäätövaihetta kiteisyyden lukitsemiseksi, mikä vähentää kutistumista ja säilyttää vetoominaisuudet korkeissa lämpötiloissa.
Alla olevassa taulukossa verrataan kuutta standardikalvon ja suunnitellulla lämmönkestävän kalvon suorituskykyä, jotka on pisteytetty suhteellisella kymmenen pisteen asteikolla tyypillisten teollisten testitietojen perusteella.
Rako on laajin mittojen stabiilisuudessa ja metalloinnin sidoslujuudessa, minkä vuoksi suunniteltu laatu on oletusvalinta sovelluksissa, joihin liittyy toistuva lämpökierto, kuten joustavat painetut piirit ja tyhjiöpinnoitetut pakkauskalvot.
Lämmönkestävät polyesterisubstraatit näkyvät useissa teollisissa ja pakkausprosesseissa. Alla olevassa taulukossa on ryhmitelty yleisimmät sovellukset kalvolle aiheuttamien lämpöolosuhteiden mukaan.
| Sovellusalue | Tyypillinen lämpöaltistus | Ensisijainen elokuvavaatimus |
|---|---|---|
| Uunissa käytettävä elintarvikepakkaus | Lyhytaikainen korkea lämpö | Alhainen kutistuvuus, elintarvikkeiden kanssa kosketuksissa pysyvyys |
| Tausta maalarinteippiä | Jatkuvaa kohtalaista lämpöä | Mittojen vakaus, puhdas vapautus |
| Joustava piirilaminointi | Toistuva lämpökierto | Mekaaninen pito, tasaisuus |
| Tyhjiömetalloiva pohjakalvo | Korkea lämpö laskeuman aikana | Pinnan tasaisuus, sidoslujuus |
| Lämpömuovattava irrotettava vuoraus | Jatkuva kohonnut lämpö | Kuumasaumakestävyys, pieni kutistuminen |
Kääritty polyesterikalvo, joka on valmistettu korkean lämpötilan käsittelyyn.
Näissä sovelluksissa yhteinen säiettä on, että epäonnistuminen tapahtuu harvoin suoran sulamisen seurauksena. Se tapahtuu asteittaisen ulottuvuuden siirtymisen kautta, jolloin kalvo kutistuu prosentin murto-osan sykliä kohti, kunnes kohdistus katoaa tai laminaattisidos heikkenee.
Erilaiset kalvokemiat ja lämpökovettumisprosessit tuottavat hyvin erilaisia kattoja jatkuvassa käyttölämpötilassa. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tyypillisistä arvoista, jotka on raportoitu viidelle yleiselle kalvokategorialle, joita käytetään vaativissa lämpöympäristöissä, mukaan lukien kalvon korkean lämpötilan PET-laadut, joita käytetään maskauksessa ja teollisessa laminoinnissa.
CPET-kalvo on tämän vertailun kärjessä, koska sen kiteinen rakenne on erityisesti suunniteltu toistuvaa uunialtistusta varten tarjottimissa ja astioissa. Lämpöstabiloidut ja Melinex-tyyppiset teräslajit ovat keskiluokkaa tarjoten tasapainon joustavuuden ja lämpökaton välillä, jotka sopivat laminointi- ja peittotöihin.
Tuottaa a hyvin sitoutuva metalloitu kalvo vaatii enemmän prosessin hallintaa kuin tavallinen kalvoekstruusio, koska metalloidun kerroksen on pysyttävä kiinnittyneenä sekä kerrostumislämmön että mahdollisen myötävirran laminointilämmön läpi. Alla olevassa järjestyksessä kuvataan tyypilliset vaiheet.
Metalloitu polyesterikalvo tyhjiöpinnoituksen jälkeen, valmis pintakäsittelyyn.
Pintakäsittelyvaiheessa liimauskyky määräytyy suurelta osin. Korona- tai plasmakäsittely lisää pintaenergiaa siten, että kerrostunut metallikerros ja sen jälkeen mahdollisesti levitetty liima muodostavat vahvemman mekaanisen ja kemiallisen ankkurin. Tämän vaiheen väliin jääminen tai aliajossa on yksi yleisimmistä lämmön vaikutuksen aiheuttamista delaminaatiosta.
Kutistuminen on yksi eniten mainittu vikatila rekisteröintiherkissä prosesseissa, kuten tulostuksessa ja laminoinnissa. Alla oleva viivakaavio seuraa vakiokalvon kutistumisprosenttia lämpöstabiloitua kalvoa vastaan nousevalla lämpötila-alueella.
Alle 140 C:ssa molemmissa kalvotyypeissä on minimaaliset kutistumiserot, minkä vuoksi standardilaadut sopivat edelleen kevyeen laminointityöhön. Yli 160 C:ssa käyrät erottuvat jyrkästi, ja 200 C:ssa standardikalvossa näkyy noin kolminkertainen lämpöstabiloidun laadun kutistuminen. Ero on riittävän suuri siirtämään tulosteen kohdistusta tai halkeilemaan metalloidun kerroksen.
Paksuudella on myös mitattava rooli siinä, kuinka hyvin kalvo säilyttää mekaaniset ominaisuudet lämpöaltistuksen jälkeen. Alla oleva pylväskaavio näyttää vetolujuuden säilymisen prosentteina alkuperäisestä huoneenlämpötila-arvosta jatkuvan lämpöaltistuksen jälkeen neljässä yleisessä paksuusluokassa.
Paksummat mittarit säilyttävät enemmän alkuperäisiä vetoominaisuuksiaan lämpökierron jälkeen, koska lämpögradientilla kalvon poikkileikkauksessa on suhteellisesti vähemmän vaikutusta ytimen rakennekerrokseen. Tämä on keskeinen syy raskaamman polyesterikalvon käyttöön sovelluksiin, joissa substraatti kantaa rakenteellista kuormitusta, kuten taustateippiä tai teollisia irrokepäällysteitä.
Huoneenlämpötilassa riittävältä näyttävä kalvospesifikaatio voi silti olla lämpöprosessin heikoin lenkki. Valinta tulee aina ohjata elokuvan näkemän huippulämpötilan, ei keskiarvon mukaan.
Kun kalvospesifikaatiota rajataan paljon lämpöä vaativaan prosessiin, se auttaa suorittamaan lyhyet käytännön tarkastukset sen sijaan, että luottaisit yhteen lämpötilaluokkaan.
Tämän sekvenssin noudattaminen kaventaa kentän yleensä yhteen tai kahteen elinkelpoiseen elokuvaluokkaan, ennen kuin hinta tai saatavuus edes tulevat keskusteluun, mikä pitää valintaprosessin perustuen suorituskykyyn pelkän hinnan sijaan.
Tavallinen PET-kalvo on yleensä mitoitettu jatkuvaan käyttöön noin 105 celsiusasteeseen asti, kun taas lämpöstabiloidut ja kiteytetyt laatuluokat voivat laajentaa alueen 150-200 celsiusasteeseen formulaatiosta ja käsittelystä riippuen.
Metalloitu kerros levitetään tyhjiöpinnoitusprosessilla, joka itsessään sisältää lämpöä, ja valmis kalvo kohtaa usein lisälämpöä laminoinnin aikana. Jos pohjakalvo kutistuu tai menettää pinnan stabiiliuden jommankumman vaiheen aikana, metallikerros voi halkeilla tai delaminoitua.
Paksummat mittarit säilyttävät yleensä enemmän mekaanista lujuutta lämmölle altistumisen jälkeen, mutta lämmönkestävyys riippuu myös siitä, kuinka kalvo lämpökovettui tuotannon aikana, joten paksuus ei yksinään takaa korkeampaa lämpötilaluokitusta.
Kutistuminen mitataan yleensä altistamalla näyte asetetulle lämpötilalle määrätyksi ajaksi ja vertaamalla mittojen muutosta sekä koneen että poikkisuunnassa ennen ja jälkeen altistuksen.
Kiteytettyjä polyesterikalvolaatuja käytetään laajalti uunissa käytettävissä elintarvikkeiden pakkauksissa, koska niissä yhdistyy alhainen kutistuminen ja mittojen stabiilisuus, jota tarvitaan muodon säilyttämiseen kypsennys- tai uudelleenlämmitysjaksojen aikana.
Lämmönkestävyys kuvaa sitä, kuinka hyvin kalvo sietää kohonnutta lämpötilaa, kun taas mittastabiilisuus mittaa erityisesti, kuinka vähän kalvo kutistuu tai vääristyy tämän lämmön vaikutuksesta, mikä tekee siitä yhden yleisen lämmönkestävyyden komponentin erillisen ominaisuuden sijaan.