تحليل المظهر السيئ للأغشية المركبة المطلية بالألومنيوم

ملخص: تحلل هذه الورقة مشكلة النقطة البيضاء للأغشية المركبة من PET/VMCPP و PET/VMPET/PE عند تركيبها، وتقدم الحلول المقابلة.

يُعدّ الغشاء المركب المطلي بالألومنيوم مادة تغليف مرنة ذات لمعان ألومنيومي، تتكون من دمج أغشية مطلية بالألومنيوم (عادةً VMPET/VMBOPP، VMCPP/VMPE، وغيرها، حيث يُعدّ VMPET وVMCPP الأكثر شيوعًا) مع أغشية بلاستيكية شفافة. يُستخدم هذا الغشاء في تغليف المواد الغذائية، والمنتجات الصحية، ومستحضرات التجميل، وغيرها. وبفضل لمعانه المعدني الممتاز، وسهولة استخدامه، وتكلفته المعقولة، وأدائه الجيد نسبيًا في العزل، فقد شاع استخدامه (يتميز بخصائص عزل أفضل من الأغشية المركبة البلاستيكية، كما أنه أرخص وأخف وزنًا من الأغشية المركبة من الألومنيوم والبلاستيك). مع ذلك، غالبًا ما تظهر بقع بيضاء أثناء إنتاج الأغشية المركبة المطلية بالألومنيوم، ويتضح ذلك جليًا في منتجات الأغشية المركبة ذات التركيبات PET/VMCPP وPET/VMPET/PE.

1- أسباب وحلول "البقع البيضاء"

وصف ظاهرة "البقع البيضاء": تظهر بقع بيضاء واضحة على سطح الفيلم المركب، موزعة عشوائياً وبحجم موحد. وتكون هذه الظاهرة أكثر وضوحاً في الأفلام المركبة غير المطبوعة، وكذلك في الأفلام المركبة ذات الحبر الأبيض الكامل أو الحبر ذي الألوان الفاتحة.

1.1 عدم كفاية التوتر السطحي على جانب طلاء الألومنيوم من طبقة الألومنيوم.

بشكل عام، ينبغي إجراء اختبار التوتر السطحي على سطح طبقة الفيلم المستخدمة قبل تركيب المركب، ولكن في بعض الأحيان يتم تجاهل اختبار طبقة الألومنيوم. وبالنسبة لأفلام VMCPP تحديدًا، ونظرًا لاحتمالية ترسب إضافات جزيئية صغيرة في طبقة CPP الأساسية، فإن سطح أفلام VMCPP المطلية بالألومنيوم والمخزنة لفترة من الزمن يكون عرضة لضعف التوتر السطحي.

1.2 سوء تسوية المادة اللاصقة

يجب على الشركات التي تستخدم مواد لاصقة مذيبة اختيار تركيز المحلول الأمثل وفقًا لدليل المنتج لضمان توزيع مثالي للغراء. كما يجب إجراء اختبارات مراقبة اللزوجة أثناء عملية الإنتاج المستمر للمواد المركبة. عند زيادة اللزوجة بشكل ملحوظ، يجب إضافة المذيبات فورًا. يمكن للشركات التي تتوفر لديها الإمكانيات استخدام معدات ضخ الغراء الأوتوماتيكية المغلقة. أما بالنسبة للمواد اللاصقة الخالية من المذيبات، فيجب اختيار درجة حرارة التسخين المثلى وفقًا لدليل المنتج. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لفترة تنشيط المواد اللاصقة الخالية من المذيبات، يجب تفريغ الغراء من أسطوانة القياس بعد فترة طويلة.

1.3 عملية مركبة رديئة

بالنسبة لهياكل PET/VMCPP، ونظرًا لسمك طبقة VMCPP الرقيق وسهولة تمددها، يجب ألا يكون ضغط أسطوانة التغليف مرتفعًا جدًا أثناء عملية التغليف، كما يجب ألا يكون شد اللف مرتفعًا جدًا. أما عند استخدام هياكل PET/VMCPP المركبة، ونظرًا لصلابة طبقة PET، يُنصح بزيادة ضغط أسطوانة التغليف وشد اللف بشكل مناسب أثناء عملية التركيب.

ينبغي صياغة معايير العملية المركبة المقابلة بناءً على حالة المعدات المركبة عندما تكون هياكل طلاء الألومنيوم المختلفة مركبة.

1.4 دخول الأجسام الغريبة إلى الفيلم المركب مما يسبب "بقعًا بيضاء"

تشمل الأجسام الغريبة بشكل رئيسي الغبار وجزيئات المطاط والحطام. ينشأ الغبار والحطام في الغالب من ورشة العمل، ويزداد احتمال وجودهما عندما تكون النظافة فيها متدنية. أما جزيئات المطاط فتأتي بشكل رئيسي من أقراص المطاط وبكرات الطلاء وبكرات اللصق. إذا لم تكن ورشة العمل في مصنع المواد المركبة خالية من الغبار، فيجب الحرص على ضمان نظافتها وترتيبها، وتركيب معدات إزالة الغبار أو الترشيح (مثل جهاز الطلاء وبكرة التوجيه وجهاز اللصق وغيرها من المكونات) للتنظيف. ويجب تنظيف بكرة الطلاء والمكشطة وبكرة التسوية وغيرها بانتظام.

1.5 تؤدي الرطوبة العالية في ورشة الإنتاج إلى ظهور "بقع بيضاء".

خاصةً خلال موسم الأمطار، عندما تتجاوز رطوبة ورشة العمل 80%، يصبح الغشاء المركب أكثر عرضةً لظهور "البقع البيضاء". لذا، يُنصح بتركيب جهاز قياس درجة الحرارة والرطوبة في ورشة العمل لتسجيل التغيرات فيهما، وحساب احتمالية ظهور هذه البقع. كما يمكن للمؤسسات التي تتوفر لديها الإمكانيات تركيب أجهزة إزالة الرطوبة. بالنسبة للهياكل المركبة متعددة الطبقات ذات خصائص العزل الجيدة، يُنصح بتعليق الإنتاج مؤقتًا أو إنتاج هياكل مركبة متعددة الطبقات أو متقطعة. إضافةً إلى ذلك، ولضمان الأداء الأمثل للمادة اللاصقة، يُوصى بتقليل كمية عامل المعالجة المستخدم بنسبة مناسبة، عادةً بنسبة 5%.

1.6 سطح اللصق

عندما لا تُكتشف أيّة تشوهات واضحة، ولا يُمكن حلّ مشكلة "البقع البيضاء"، يُمكن النظر في عملية الطلاء على جانب طلاء الألومنيوم. ولكن لهذه العملية قيود كبيرة.خاصةً عند تعريض طلاء الألومنيوم VMCPP أو VMPET للحرارة والشد في الفرن، فإنه يكون عرضةً للتشوه الناتج عن الشد، مما يستدعي تعديل عملية التصنيع. إضافةً إلى ذلك، قد تنخفض قوة تقشير طبقة طلاء الألومنيوم.

1.7 شرح خاص للحالة التي لم يتم فيها العثور على أي تشوهات بعد الإغلاق، ولكن ظهرت "بقع بيضاء" بعد النضج:

يُعدّ هذا النوع من المشاكل شائعًا في هياكل الأغشية المركبة ذات خصائص العزل الجيدة. ففي هياكل PET/VMCPP وPET/VMPET/PE، إذا كان الغشاء سميكًا، أو عند استخدام أغشية KBOPP أو KPET، فمن السهل ظهور "بقع بيضاء" بعد مرور الوقت.

كما أن الأغشية المركبة ذات الحاجز العالي المصنوعة من هياكل أخرى معرضة لنفس المشكلة. ومن الأمثلة على ذلك استخدام رقائق الألومنيوم السميكة أو الأغشية الرقيقة مثل KNY.

السبب الرئيسي لظاهرة "البقع البيضاء" هذه هو تسرب الغاز داخل الغشاء المركب. قد يكون هذا الغاز ناتجًا عن فائض المذيبات المتبقية أو فائض غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن تفاعل عامل التصلب مع بخار الماء. بعد تسرب الغاز، وبسبب خصائص العزل الجيدة للغشاء المركب، لا يمكن تصريفه، مما يؤدي إلى ظهور "بقع بيضاء" (فقاعات) في طبقة الغشاء المركب.

الحل: عند تحضير المواد اللاصقة القائمة على المذيبات، يجب ضبط معايير العملية بدقة، مثل درجة حرارة الفرن وحجم الهواء والضغط السلبي، لضمان عدم وجود أي بقايا للمذيب في طبقة المادة اللاصقة. يُنصح بالتحكم في رطوبة ورشة العمل واختيار نظام طلاء لاصق مغلق. كما يُفضل استخدام عامل معالجة لا يُنتج فقاعات. بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام المواد اللاصقة القائمة على المذيبات، من الضروري فحص نسبة الرطوبة في المذيب، بحيث لا تتجاوز 0.03%.

ما سبق هو مقدمة لظاهرة "البقع البيضاء" في الأفلام المركبة، ولكن هناك أسباب مختلفة يمكن أن تسبب مثل هذه المشاكل في الإنتاج الفعلي، ومن الضروري إجراء الأحكام والتحسينات بناءً على حالة الإنتاج الفعلية.